热门试卷

解：（1）导体静止根据共点力平衡得：F=mgsin37°=0.24N

（2）回路中的电流为I=

导体受到的安培力为F=BIL

B=

方向垂直于斜面向下

（3）当安培力等于重力沿斜面的分力时，速度最大

则

BI′L=mgsin37°

解得v=7.5m/s

答：（1）导体棒受到的安培力大小为0.24N；

（2）磁场磁感应强度的大小为0.5T，方向垂直于斜面向下；

（3）当开关S与2接通后，导体棒ab从静止释放，则导体棒下滑的最大速度是7.5m/s

解：（1）当安培力F平行于斜面向上时B最小，即：BIL=mgsinα  

得：B=

据左手定则可知：B的方向垂直于斜面向上

（2）有平衡条件可知：

mg=BIL

B=

据左手定则可知：方向水平向左．

（3）为讨论方便，如图所示，欲使棒有可能平衡，安培力的方向需限定在图F1和F2之间，据图看出，F的方向应包括F2的方向，但不包括F1的方向，据左手定则：B与x轴的夹角θ满足α＜θ≤π．

答：（1）欲使棒静止在斜面上，外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值和方向垂直与斜面向上．

（2）欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力，外加匀强磁场的磁感应强度B的大小，方向水平向左．

（3）分析棒有可能静止在斜面上且要求B垂直l，应加外磁场的方向范围足：α＜θ≤π．

解：分析画出ab杆在恰好不下滑和恰好不上滑这两种情况下的受力分析，如图所示．

当ab杆恰好不下滑时，如图甲所示．

由平衡条件得沿斜面方向：

mgsinθ=μFN1+F安1cosθ，①

垂直斜面方向：

FN1=mgcosθ+F安1sinθ，②

而F安1=        ③

由①②③式，得R1=5Ω

当ab杆恰好不上滑时，如图乙所示．由平衡条件得

沿斜面方向：

mgsinθ+μFN2=F安2cosθ，④

垂直斜面方向：

=mgcosθ+F安2sinθ

而F安2=

由④⑤⑥式，解得：R2=3Ω

所以，要使ab杆保持静止，R的取值范围是3Ω≤R≤5Ω

答：滑动变阻器R的阻值在3Ω≤R≤5Ω范围内变化．

解：导体棒的最大静摩擦力大小为fm=0.5mg=1N，M的重力为G=Mg=3N，则fm＜G，要保持导体棒匀速上升，则安培力方向必须水平向左，则根据左手定则判断得知棒中电流的方向为由a到b．

根据受力分析，由平衡条件，则有F安=T+2f=BIL，

所以==2.5A；

答：为了使物体匀速上升，应在棒中通入2.5A的电流，流过棒的电流方向为由a到b．

解：金属棒做匀速直线运动时，由平衡条件有：F1=I1LB　

由于受力平衡，金属棒与导轨间摩擦力F等于其安培力F1

即：F=F1=I1LB　　 

当电流达到10 A时，F2=I2LB=2F1

根据牛顿第二定律有：F2-F=ma　　

由以上各式可得：B=0.9 T  

答：匀强磁场中的磁感应强度B的大小为0.9T