热门试卷

解：

（1）由题意导体棒受重力和安培力平衡，即安培力竖直向上，由左手定则可得电流方向为由a到b．

（2）由题意导体棒受重力和安培力平衡，金属棒受磁场力等于重力mg．

（3）由平衡条件可得：

BIL=mg，

解得：

．

答：（1）金属棒ab中的电流方向为由a到b；（2）金属棒受磁场力为mg；（3）匀强磁场磁感应强度．

解：（i）有共点力平衡可知BIL=mgsin30°              

代入数据解得：I=0.5A

（ii）设变阻器接入电路的阻值为R，根据欧姆定律可得：

代入数据解得：R=24Ω

答：（i） 通过金属棒的电流为0.5A；

（ii）滑动变阻器R接入电路中的阻值为24Ω

解：由细线拉力恰好为0可知，磁场力为：F=mg

又F=BIL

解得：B=

答：磁感应强度B为．

解：（1）当电键闭合的瞬间，导体棒受到重力mg、轨道的支持力N和安培力F三个力作用，如图．

根据牛顿第二定律得

    Fsinα=ma

又F=BIL，I=

联立以上三式得，

    电源的电动势

（2）金属棒ab两端的电压：

答：（1）电源电动势为；

（2）此时金属棒ab两端的电压．

解：（1）根据欧姆定律：

I===0.6A

安培力F=BIL=1×0.6×0.5=0.3N

沿斜面方向，根据平衡条件：mgsin37°=f+BIL

得：f=0.3N，方向沿斜面向上；

（2）当安培力较小，物体恰好要沿斜面下滑时，金属棒受力如图a所示．

沿斜面方向：

F+fm=mgsinθ，

又F=BIL=BL

fm=kmg

三式联立得：R=15Ω

当安培力较大，物体恰好要沿斜面上滑时，金属棒受力如图b所示

沿斜面的方向：

F=fm+mgsinθ

又F=BIL=BL

fm=kmg

三式联立解得：R=3Ω

综上：滑动变阻器调节在3Ω≤R≤15Ω范围，金属棒能静止在轨道上；

答：（1）滑动变阻器电阻为10Ω时，ab棒受到的安培力是0.3N，静摩擦力是0.3N，静摩擦力的方向沿斜面向上；

（2）滑动变阻器调节在3Ω≤R≤15Ω范围内金属棒能静止在轨道上．

解：对通电环受力分析可知BI•2πrsin30°=mg

mg=2πrm1

联立解得I=40A

答：应通以40A的电流

解：（1）根据闭合电路欧姆定律I===2A

I与B垂直，故F=BIL=2×2×0.2=0.8N

（2）根据左手定则判断安培力的方向，垂直导轨斜向上与水平面成30°角，根据平衡条件：

N+Fsin30°=mg

得：N=0.6N

（3）根据平衡条件：f=Fcos30°=0.8×=0.4N

答：（1）金属棒受到的安培力0.8N；

（2）轨道对棒的支持力0.6N； 

（3）轨道对棒的摩擦力为0.4N．

解：（1）磁感应强度方向为z负方向，根据左手定则，直导线所受安培力方向沿y正方向，根据平衡条件B1ILRcosθ=mgRsinθ，所以B1=，

（2）磁感应强度方向为y正向，根据左手定则，直导线所受安培力方向沿z正方向，根据平衡条件，当BIL刚好等于mg时，绳的拉力为零，所以B2=，

（3）若磁感线与悬线平行时，磁场方向方向沿悬线向下，B3IL=mgsinθ，

答：①若磁感线与z轴平行，则磁感应强度B1=，方向为z负方向

②若磁感线与y轴平行，则磁感应强度B2=，方向为y正向

③若磁感线与悬线平行，则磁感应强度B3=，方向沿悬线向下

解：（1）导轨和导体棒的电阻不计，电源内阻可忽略，由欧姆定律得：I==A

导体棒受到的安培力大小为：F=BI1L=0.2×0.2×1 N=0.04N

（2）假设导体棒受到的摩擦力沿导轨向上．根据左手定则，导体棒受到的安培力沿导轨向上．则由平衡条件得：F+f=mgsinθ

得：f=mgsinθ-F

代入数据得：f=0.46N，故沿斜面向上

答：（1）导体棒受到的安培力大小为0.04N；

（2）导体棒受到的摩擦力大小为0.46N，方向沿斜面向上．