热门试卷

解：（1）根据左手定则可知，棒ab所受的安培力方向垂直与棒斜向作上方，其受力截面图为：

Fx合=F摩-Fsinθ=0                      ①

Fy合=FN+Fcosθ-mg=0                    ②

F=BIL=BL                          ③

解①②③式得：FN=mg-=8N；F摩=sinθ=1.5N．

故当ab棒静止时，ab棒受到的支持力为8N，摩擦力为1.5N．

（2）要使ab棒受的支持力为零，其静摩擦力必然为零，根据（1）问中受力图可知：满足上述条件的最小安培力应与ab棒的重力大小相等、方向相反，所以有：

F=BIL=mg，即：BminL=mg．

解得最小磁感应强度：Bmin==2T，由左手定则判断出这种情况B的方向应水平向右．

故要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少2T，方向应水平向右．

解：（1）通过对导体棒的受力分析根据共点力平衡可知：

FN=mg　　　

回路中的电流为：

受到的安培力为：F安=BIL　　　　　　 

Ff=F安　　　        

联立解得：Ff=，方向水平向右　　　　　　     

（2）要使ab棒受的支持力为零，其静摩擦力必然为零，根据（1）可知：满足上述条件的最小安培力应与ab棒的重力大小相等、方向相反，所以有：

F安=mg　　　　　　　    

B=

方向水平向右　　　　　　　    

答：（1）当ab棒静止时，受到的支持力大小为mg，摩擦力的大小为，方向水平向右

（2）若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为，此时B的方向水平向右

解：磁场方向垂直纸面向里，电流方向斜向右，根据左手定则，安培力的方向垂直电流向上．

磁场方向竖直向下，安培力水平向右，根据左手定则可知，电流方向垂直纸面向外．

如图所示，

解：

（1）磁场方向垂直于轨道面时，MN受力如上面答图所示．

电流方向由M指向N  

根据物体平衡条件可得F1=mgsinθ

又安培力    F1=BI1L    

 解得电流强度 I1=

（2）磁场方向竖直向上时，MN受力如下面答图所示．

根据物体平衡条件可得 F2cosθ=mgsinθ

又安培力     F2=BI2L  

解得     

（3）设除电阻箱外，电路中其他电阻为r．

根据闭合电路欧姆定律，当电阻箱接入电路的电阻为R1时，有I1=

当电阻箱接入电路的电阻为R2时，有 I2=

解得  E=

答：（1）MN中电流I1的大小方向由M指向N （2）MN中的电流I2的大小

（3）电源的电动势．

解：由导体棒受力平衡，得：2kx0=mg

k=

当开关S闭合后，根据闭合电路欧姆定律有：I=

F=BIL

由左手定则确定安培力向上，导体棒受重力、弹力和安培力平衡，根据平衡条件弹力有：2kx=mg-BIL 

x=

联立解得：x=x0-

答：导体ab平衡时每根弹簧的伸长量是x0-

解：（1）金属棒做匀速运动，F安=f

即f=BIL=1.2×5×2=12N

（2）当同电流为8A时，由牛顿第二定律可知

BI′L-f=ma

a=

答：（1）金属棒受到的摩擦力为12N

（2）当金属棒中的电流增大到8A时，金属棒能获得的加速度为2m/s2

解：由题意可知ab中的电流大小为：I==2A；

电流的方向有a到b，磁场力与重力大小相等，方向相反，根据左手定则可知，磁场方向水平向右；

欲使ab对轨道压力恰为零，则有：mg=BIL，

得：B=T．

答：所加磁场磁感强度的大小为1.25T，方向水平向右．

解：（1）开关闭合后，根据左手定则判断出金属棒所受安培力的方向竖直向下； 

（2）设两弹簧的劲度系数均为k，对金属棒，开关断开和闭合时分别由力的平衡条件：mg=2kx1…①

mg+F安=2k（x1+x2）…②

由安培力公式：F安=IlB…③

且   …④

联立①②=③④B的表达式：…⑤

（3）当l=10cm=0.1m，m=0.01kg，E=l2V，R=2Ω，x1=0.5cm=0.005m，x2=0.3cm=0.003m，g=10m/s2时，

带入数据计算出  B=0.1T

答：（1）判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向竖直向下；

（2）导出用l、m、E、R、x1、x2、g计算B的表达式为；

（3）当l=10cm，m=0.01kg，E=l2V，R=2Ω，x1=0.5cm，x2=0.3cm，g=10m/s2时，磁场的磁感应强度为0.1T．