热门试卷

解：（1）当导体棒合力为0时对导体棒受力分析如图所示，金属棒受到重力、安培力和两个环的支持力，安培力为：

F=BIl==0.8N

重力为：mg=0.6N

故tanθ=，则θ=53°

则导体棒沿绝缘环上升的最大高度为：

h=R-Rcosθ=0.2m；

（2）由动能定理得：

F•Rsinθ-mgR（1-cosθ）=

代入数据得：v=

答：（1）导体棒沿绝缘环上升的最大高度h为0.2m；

（2）导体棒沿绝缘环上升过程中的最大速度vm为．

解：

（1）由运动学公式可得：

，

解得：

．

（2）安培力为：F=BId

又：

F=ma，

解得：

I==6000A．

答：（1）炮弹的加速度为4000m/s2．（2）通过导轨的电流I为6000A．

解：分别画出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图，如图所示，

当ab杆恰好不下滑时，如图甲所示．由平衡条件有：

沿斜面方向T+mgsin θ=μFN1+F安1cos θ

垂直斜面方向FN1=mgcos θ+F安1sin θ

而F安1=B L，

代入数据解得：R1≈1.3Ω．

当ab杆恰好不上滑时，如图乙所示．由平衡条件有：

沿斜面方向：mgsin θ+μFN2=T+F安2cos θ

垂直斜面方向：FN2=mgcos θ+F安2sin θ

而F安2=BL，

代入数据解得：R2≈0.92Ω．

所以，要使ab杆保持静止，R的取值范围是0.92Ω≤R≤1.3Ω．

答：要使ab杆在滑轨上保持静止，滑动变阻器R的阻值的取值范围为：0.92Ω≤R≤1.3Ω

解：（1）棒的受力分析图如图所示：

（2）（3）（4）由闭合电路欧姆定律，有：

I=… ①

由安培力公式，有：

F=BIL…②

由共点力平衡条件，有：

Fsinθ=Ff …③

FN+Fcosθ=mg…④

整理得：

F=

Ff=

FN=mg-

答：（1）导体棒的受力图如图所示；

（2）导体棒MN所受的安培力为；

（3）轨道对导体棒的支持力为mg-；

（4）导体棒MN所受的摩擦力为．

解：（1）细线拉力恰好为零，根据平衡条件得：

BIL=mg               

解得：B===0.5T

根据左手定则知磁感应强度B2的方向为垂直纸面向里      

（2）若电流反向，设每根细线的拉力为F，安培力大小不变，方向反向，据平衡条件得：

BIL+mg=2F       

解得：F=mg=0.1×10=1N

答：（1）若细线拉力恰好为零，磁场的磁感应强度B的大小为0.5T，方向为垂直纸面向里；

（2）若棒中电流大小不变，方向变为向左，金属棒依然呈水平状态，金属棒对每根细线的拉力大小为1N．

解：导线与磁场垂直，导线受到的安培力为：

F=BIL=5×6×0.8N=24N；

答：导线和磁场方向垂直时，通电导线所受安培力为24N

解：（1）对a受力分析可知为保证a静止，

所加安培力的最小值应沿斜面向上，

大小为：F=mgsinθ-μmgcosθ=BminIL

∴

方向垂直斜面向上．

（2）当a对斜面无压力时，斜面与a间摩擦力f=0，

对a受力分析可知，a只受重力与安培力两个力，

为保证a静止，则FA=mg，方向竖直向上，

所以应加水平向左的匀强磁场，

答：欲使导体棒静止在斜面上，所加匀强磁场磁感应强度B的最小值是，方向垂直斜面向上．

如果要求导体棒a静止在斜面上且对斜面无压力，则所加匀强磁场磁感应强度大小为，方向水平向左．

解：根据题意画出杆ab的受力图如下所示：（从右向左看）

导体棒处于平衡状态，设绳子拉力为T，因此有：

Tcosθ=mg                ①

Tsinθ=F安=BIL             ②

联立①②解得：      

根据左手定则可知，磁场方向竖直向上．

故匀强磁场的磁感应强度为：，方向竖直向上．

解：由F=BIL得：

I=                                   

由左手定则判定电流方向由a到b．

答：电流的大小为3.125A，方向由a到b．