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题型:简答题
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简答题

如图所示,在倾角为30°的斜面上,放置两条宽L=0.5m的光滑平行导轨,将电源、滑动变阻器用导线连接在导轨上,在导轨上横放一根质量为m=0.2kg的金属棒ab,电源电动势E=12V,内阻r=0.3Ω,磁场方向垂直轨道所在平面,B=0.8T.欲使棒ab在轨道上保持静止,滑动变阻器的使用电阻R应为多大?(g取10m/s2,其它电阻不计)

正确答案

解析

解:对导体棒受力分析可得:mgsin30°=BIL

解得:

有闭合电路的欧姆定律可得:

代入数据解得:R=47.7Ω

答:滑动变阻器的使用电阻R应为47.7Ω

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题型: 单选题
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单选题

关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力,下列说法正确的是(  )

A安培力的方向总是垂直于磁场的方向

B通电直导线处于匀强磁场中一定受到安培力的作用

C安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关

D安培力的方向可以不垂直于通电直导线的电流方向

正确答案

A

解析

解:A、根据左手定则可知,安培力方向与磁场和电流组成的平面垂直,即与电流和磁场方向都垂直,故A正确,D错误;

B、通电直导线与磁场平行时,一定不受到安培力的作用,故B错误;

C、磁场与电流不垂直时,安培力的大小为F=BILsinθ,则安培力的大小与通电导线和磁场方向的夹角有关,故C错误

故选:A

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题型: 单选题
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单选题

如图所示,在竖直向下的匀强磁场中有两根竖直放置的平行粗糙导轨CD、EF,导轨上放有一金属棒MN.现从t=0时刻起,给金属棒通以图示方向的电流且电流强度与时间成正比,即I=kt,其中k为常量,金属棒与导轨始终垂直且接触良好.下列关于金属棒的速度v、加速度a随时间t变化的图象可能正确的是(  )

A

B

C

D

正确答案

D

解析

解:故AB错误;

C、当从t=0时刻起,金属棒通以I=kt,则由左手定则可知,安培力方向垂直纸面向里,使其紧压导轨,则导致棒在运动过程中,所受到的摩擦力增大,所以加速度在减小,由于速度与加速度方向相同,则做加速度减小的加速运动.

当滑动摩擦力等于重力时,加速度为零,则速度达到最大,其动能也最大.

当安培力继续增大时,导致加速度方向竖直向上,则出现加速度与速度方向相反,因此做加速度增大的减速运动.

而速度与时间的图象的斜率表示加速度的大小,故C错误,D正确;

A、在下滑过程中,f=μN 而N=BIL=BLkt 由牛顿第二定律得:mg-μBLKt=ma,因此a=g-t,由于做加速度先减小的加速运动,后做加速度增大的减速运动,故AB错误;

故选:D

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题型:简答题
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简答题

在B=2T的匀强磁场中放一根与磁场方向垂直、长度为0.8m的通电直导线,导线中的电流为5A,求:

(1)导线受到的磁场力方向是与电流方向平行还是垂直?

(2)磁场力的大小是多少?

正确答案

解析

解:(1)长度为0.8m的通电直导线,垂直放置于匀强磁场,通入电流为5A,

则由左手定则可确定安培力的方向是与电流方向垂直.

由公式可得安培力的大小为F=BIL=2×5×0.8N=8N

答:(1)垂直                

(2)安培力的大小为8N.

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题型: 多选题
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多选题

质量为m的金属导体棒置于倾角为θ的导轨上,棒与导轨间的动摩擦因数为μ,当导体棒通以垂直纸面向里的电流时,恰能在导轨上静止,如图所示的四个图中,标出了四种可能的匀强磁场方向,其中棒与导轨间的摩擦力可能为零的是(  )

A

B

C

D

正确答案

A,D

解析

解:A、棒受重力、竖直向上的安培力,若重力与安培力相等,则二力平衡,则不受摩擦力.故A正确.

B、杆子受重力、垂直于斜面向下的安培力、支持力,要想处于平衡,一定受摩擦力.故B错误;

C、杆子受重力、水平向左的安培力,支持力,三个力不可能平衡,必须受摩擦力才有可能平衡.故C错误.

D、杆子受重力、沿斜面向上的安培力,支持力,若安培力大小等于重力沿斜面向下的分力,则有可能平衡.故D正确.

故选:AD.

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