热门试卷

解：在题图中，从左向右看，棒PQ的受力如图14所示，棒所受的重力和安培力FB的合力与环对棒的弹力FN是一对平衡力，且FB=mgtanθ=mg

而FB=IBL，所以I=

= A=1 A

在题图所示的电路中两个圆环分别连入电路中的电阻为R，则R═2Ω

由闭合电路欧姆定律得E=I（r+2R+R棒）=1×（0.5+2×2+1.5）V=6 V

答：此电源电动势E的大小为6V

解：（1）安培力与重力沿斜面的分力平衡

（2）刚好不上滑

解得：R=2.5Ω

刚好不下滑

解得：R=5Ω

所以要保持静止应满足2.5Ω≤R≤5Ω

答：（1）若导轨光滑，则滑动变阻器的阻值为

（2）若金属棒与导轨间的动摩擦为μ=0.25，则滑动变阻器的阻值为2.5Ω≤R≤5Ω

解：

（1）以静止的金属棒为研究对象，画出其侧视图，受力如图．

要使金属棒静止，通电金属棒所受安培力一定要有向左的分量，由左手定则判定磁场方向应斜向下．

（2）电路中电流I==A=4A

根据平衡条件，若摩擦力向上达到最大时，受力如左图所示，根据平衡条件则：

B1ILsin30°+μB1ILcos30°=mg

得 B1==≈1.5T

若摩擦力方向向下，则：

B2ILsin30°-μB2ILcos30°=mg

代入数据解得：B2=8.15T

故所求磁感应强度的范围1.5T≤B≤8.15T

答：

（1）此磁场的方向是竖直方向成30°角斜向下；

（2）磁感强度B的取值范围为1.5T≤B≤8.15T

解：（1）由左手定则可以判断出，导线所受安培力的方向垂直导线向上．

（2）导线受到的安培力：F=BIL=1×0.5×0.1N=0.05N

答：（1）导线所受安培力的方向是垂直导线向上；

（2）导线所受到的安培力F的大小为0.05N．

解：（1）金属棒开始下滑的初速度为零，

根据牛顿第二定律：mgsinθ-μmgcosθ=ma   ①

由①式解得：

a=10×（0.6-0.25×0.8）m/s2=4 m/s2．②

（2）设金属棒运动达到稳定时，速度为v，所受安培力为F，棒在沿导轨方向受力平衡

mgsinθ-μmgcosθ-F=0        ③

此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻R消耗的电功率：Fv=P④

由③、④两式解得

v== m/s=10 m/s．

故当金属棒下滑速度达到稳定时，棒的速度大小为10m/s．

答：

（1）金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小为4m/s2；

（2）该速度的大小为10m/s．

解：①杆向右匀速运动，说明杆受到的安培力是向右的，根据左手定则可判断磁场方向竖直向上；

②金属杆匀速运动，合力为0，

竖直方向：FN=mg

水平方向：F安=BIL，F安=f                 

又：f=μFN   

整理得：B=1.2T；  

答：①两轨道间磁场方向竖直向上；②磁感应强度B的大小1.2T．

解：安培力大小为为：

F=BILcos37°=0.4×0.5×1×0.6N=0.12N

答：此导线所受安培力为0.12N

解：（1）对金属杆进行受力分析，由

解得F=mgtanθ；

（2）由安培力F=BIL，F=mgtanθ得

金属杆中电流的大小I=，方向根据左手定则判断为从M到N

（3）改变磁场方向就是改变安培力F的方向，当F的方向垂直细金属丝斜向上时F最小，此时磁感应强度B最小

由mgsinθ=BmIL，I=

解得Bm=Bcosθ

答：（1）金属杆受到的安培力的大小为mgtanθ；

（2）金属杆中电流的大小I=，方向从M到N．

（3）若保持金属杆中的电流不变，改变磁场方向，为使金属杆MN仍能在原位置静止，所加磁场磁感应强度的最小值为Bcosθ．

解：（1）通过左手定则可知受到的安培力竖直向上，导体棒长为L=1m，磁感应强度B=2T，电流为2A，并且导体棒和磁场垂直，所以导体棒受到的安培力大小为：

F=BIL=0.5×2×1N=1N，

（2）若悬线拉力恰好为零，说明重力和安培力大小相等，即：

mg=BIL

所以有：I=，

答：（1）安培力方向向上，此时棒AB受到的安培力F的大小为1N；

（2）导体棒中通过的电流I′为10A时，细线中拉力刚好为0．