10．如圖所示，在傾角為θ=30°的斜面上，固定一寬L=0.25m的平行金屬導(dǎo)軌，在導(dǎo)軌上端接入電源和滑動變阻器R．電源電動勢E=12V，內(nèi)阻r=1Ω，一質(zhì)量m=20 克的金屬棒ab與兩導(dǎo)軌垂直并接觸良好．整個裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.80T、垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場中，金屬棒的電阻R1=1Ω（導(dǎo)軌電阻不計）．金屬導(dǎo)軌是光滑的，要保持金屬棒在導(dǎo)軌上靜止，取g=10m/s2，求：
（1）金屬棒所受到的安培力的大��；
（2）如果通電100秒，金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱是多少？
（3）滑動變阻器R接入電路中的阻值．

分析 （1）金屬棒受到重力、安培力和導(dǎo)軌的支持力而處于平衡狀態(tài)．根據(jù)平衡條件，列方程求出安培力．
（2）金屬棒與磁場方向垂直，根據(jù)安培力公式F=BIL，求出電流．
（3）根據(jù)歐姆定律求出滑動變阻器R接入電路中的阻值．

解答 解：（1）金屬棒靜止在金屬導(dǎo)軌上受力平衡，F(xiàn)安=mgsin 30°
代入數(shù)據(jù)得F安=0.1 N；
（2）由F安=BIL   得$I=\frac{F}{BL}$=0.5 A
Q=I2R1 t=25J；
（3）設(shè)滑動變阻器接入電路的阻值為R，根據(jù)閉合電路歐姆定律得：
E=I（R+R1+r）
解得R=$\frac{E}{I}$-r-R1=22Ω
 答：（1）金屬棒所受到的安培力為 0.1N；
（2）通過金屬棒的電流為0.5A；
（3）滑動變阻器R接入電路中的阻值為22Ω．

點評 本題考查應(yīng)用平衡條件解決磁場中導(dǎo)體的平衡問題，關(guān)鍵在于安培力的分析和計算，比較容易．在勻強(qiáng)磁場中，當(dāng)通電導(dǎo)體與磁場垂直時，安培力大小F=BIL，方向由左手定則判斷．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：多選題

20．如圖甲所示，匝數(shù)為10匝的三角形線圈，其總電阻r=0.5Ω，外接一個阻值R=2.0Ω的電阻，在線圈內(nèi)有垂直紙面向內(nèi)的磁場，線圈內(nèi)磁通量Φ隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示，下列說法正確的是（　　）
A．電阻R兩端電壓為5VB．電阻R上消耗的功率為8W
C．0～4秒內(nèi)通過電阻R的電荷量為8CD．a點的電勢低于b點的電勢

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

1．對于電動勢和內(nèi)阻確定的電源的路端電壓，下列說法中正確的是（I、U、R分別表示干路電路電流、路端電壓和外電阻）（　　）
A．U隨著R的增大而減小B．當(dāng)R=0時，U=E
C．當(dāng)電路斷開時，I=0，U=0D．當(dāng)R增大時，U也會增大

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

18．磁流體推進(jìn)船的動力來源于電流與磁場間的相互作用．圖a是在平靜海面上某實驗船的示意圖，磁流體推進(jìn)器由磁體、電極和矩形通道（簡稱通道）組成．如圖b所示，通道尺寸a=2.0m、b=0.15m、c=0.10m．工作時，在通道內(nèi)沿z軸正方向加B=8.0T的勻強(qiáng)磁場；沿x軸負(fù)方向加勻強(qiáng)電場，使兩金屬板間的電壓U=99.6V；海水沿y軸方向流過通道．已知海水的電阻率ρ=0.20Ω?m．
（1）船靜止時，求電源接通瞬間推進(jìn)器對海水推力的大小和方向；
（2）船以vs=5.0m/s的速度勻速前進(jìn)．若以船為參照物，海水以5.0m/s的速率涌入進(jìn)水口，由于通道的截面積小于進(jìn)水口的截面積，在通道內(nèi)海水速率增加到vd=8.0m/s．求此時兩金屬板間的感應(yīng)電動勢U感；
（3）船行駛時，通道中海水兩側(cè)的電壓按U?=U-U感計算，海水受到電磁力的80%可以轉(zhuǎn)化為對船的推力．當(dāng)船以vs=5.0m/s的速度勻速前進(jìn)時，求海水推力的功率．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

5．如圖在x軸的-3a和3a兩處分別固定兩個電荷QA、QB，圖中曲線是兩電荷之間的電勢Φ與位置x之間的關(guān)系圖象，圖中x=a處為圖線的最低點．線于在x=2a處由靜止釋放一個質(zhì)量為m、帶電荷量為q的正電點電荷，該電荷只在電場力作用下運動．下列有關(guān)說法正確的是（　�。�
A．x=a處電場強(qiáng)度為零，該電荷運動至此處時速度最大
B．兩點電荷QA：QB=3：1
C．該電荷一定通過x=a處，但不能到達(dá)x=2a處
D．該電荷以x=a為中點做往復(fù)運動

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

15．如圖所示的平行板器件中電場強(qiáng)度E與磁感應(yīng)強(qiáng)度B垂直，這種裝置能把具有某一特定速度的粒子選擇出來，所以叫做速度選擇器．若一帶正電（+q）的粒子以速度v從左邊小孔射入恰沿著圖中虛線路徑通過這個速度選擇器，則（　�。�
A．若該粒子以速度v從右邊射入仍能沿著圖中虛線路徑通過這個速度選擇器
B．若一帶負(fù)電（-q）的粒子以速度v從右邊射入也恰沿著圖中虛線路徑通過這個速度選擇器
C．若一帶負(fù)電（-q）的粒子以速度v從左邊射入也恰沿著圖中虛線路徑通過這個速度選擇器
D．若一帶負(fù)電（-q）的粒子以速度v從左邊射入將向上極板偏轉(zhuǎn)

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

2．一輛汽車以54km/h的速度勻速行駛，若汽車以3m/s2的加速度剎車，分別求剎車3s時和7s的速度以及剎車3s內(nèi)和7s內(nèi)的位移．

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

19．甲、乙兩位同學(xué)在一次應(yīng)用伏安法測量電阻Rx的實驗中進(jìn)行了如下操作：第一步用多用電表粗測電阻Rx的阻值，第二步用伏安法測量電阻Rx的阻值．
①第一步中多用電表的旋鈕位置及指針偏轉(zhuǎn)情況如圖一所示，其示數(shù)是240Ω．
②第二步中甲、乙兩位同學(xué)用以下器材測量電阻Rx的阻值，他們各自設(shè)計的實驗電路如圖二所示．
電源（電動勢6V，內(nèi)阻為0.5Ω）；
電壓表（0-3V，內(nèi)阻約為5kΩ）；
電流表（10mA，內(nèi)阻約為30Ω）；
滑動變阻器（阻值0-10Ω，額定電流2A）；
電鍵和導(dǎo)線若干．
你認(rèn)為按甲同學(xué)的實驗方案進(jìn)行測量比較準(zhǔn)確．

③請你用筆畫線代替導(dǎo)線，在圖三中按照第（2）問你所選擇的電路連接實驗電路．
④甲、乙兩位同學(xué)各自用自己設(shè)計的電路進(jìn)行了測量，并分別利用實驗中記錄的6組數(shù)據(jù)畫出U-I圖線，如圖四所示．請根據(jù)你所選擇的方案由圖線算出被測電阻的阻值Rx=220Ω．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

20．如圖所示，在動摩擦因數(shù)μ=0.2的水平面上有一個質(zhì)量m=1kg的小球，小球與水平輕彈簧及與豎直方向成θ=45°角的不可伸長的輕繩一端相連，此時小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，且水平面對小球的彈力恰好為零．在剪斷輕繩的瞬間（g取10m/s2）．下列說法中正確的是（　�。�
A．小球受力個數(shù)不變
B．小球立即向左運動，且a=8 m/s2
C．小球立即向左運動，且a=10 m/s2
D．若剪斷的是彈簧，則剪斷瞬間小球加速度的大小a=10 $\sqrt{2}$ m/s2

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同步練習(xí)冊答案