精英家教網(wǎng)如圖所示,水平放置的兩平行金屬導(dǎo)軌間距L=0.5m,所接電源的電動(dòng)勢(shì)E=1.5V,內(nèi)阻r=0.2Ω,R1=2.6Ω,金屬棒的電阻R2=0.2Ω,與平行導(dǎo)軌垂直,其余電阻不計(jì),金屬棒處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.0T、方向與水平方向成60°角的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.在接通電路后金屬棒保持靜止,則
(1)金屬棒受到的安培力的大小和方向如何?
(2)若棒的質(zhì)量m=5×10-2 kg,此時(shí)導(dǎo)軌對(duì)它的支持力是多少?
分析:(1)如圖,導(dǎo)體棒與磁場(chǎng)垂直,由F=BIL求解安培力的大小,其中I由閉合電路歐姆定律求出.安培力的方向由左手定則判斷;
(2)分析導(dǎo)體棒的情況,由平衡條件求出軌道對(duì)導(dǎo)體棒的支持力.
解答:解:(1)由閉合電路歐姆定律有:精英家教網(wǎng)
  I=
E
R1+R2+r
=
1.5
2.6+0.2+0.2
A=0.5 A.
金屬棒受到的安培力的大小 F=BIL=2.0×0.5×0.5 N=0.5 N.
由左手定則可知其方向與導(dǎo)軌平面成30°角斜向左上方.
(2)設(shè)金屬棒所受支持力為FN,金屬棒受力如圖所示.
由豎直方向受力平衡知:FN+Fcos60°-mg=0.
解得:FN=0.25 N.
答:
(1)金屬棒受到的安培力的大小0.5 N,方向與導(dǎo)軌平面成30°角斜向左上方.
(2)此時(shí)導(dǎo)軌對(duì)它的支持力是0.25 N
點(diǎn)評(píng):本題是通電導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中平衡問題,安培力的分析和計(jì)算是解題的關(guān)鍵.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,水平放置的平行金屬板A、B間距為d,帶電粒子的電荷量為q,質(zhì)量為m,粒子以速度v從兩極板中央處水平飛入兩極板間,當(dāng)兩板上不加電壓時(shí),粒子恰從下板的邊緣飛出.現(xiàn)給AB加上一電壓,則粒子恰好從上極板邊緣飛出求:(1)兩極板間所加電壓U;(2)金屬板的長(zhǎng)度L.

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如圖所示,水平放置的矩形線圈abcd的面積為S,處于豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi),則穿過矩形線圈的磁通量是
BS
BS
,當(dāng)線圈繞ab邊轉(zhuǎn)過90°時(shí),穿過它的磁通量為
0
0

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,水平放置的白色的傳送帶以速度v=6m/s向右勻速運(yùn)行,現(xiàn)將一小煤塊輕輕地放在傳送帶A端,物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1,若A端與B端相距30m,則(g=10m/s2)( 。
A、小煤塊先作勻加速直線運(yùn)動(dòng),后作勻速直線運(yùn)動(dòng)B、小煤塊一直作勻加速直線運(yùn)動(dòng)C、全過程中,小煤塊先受到向右的滑動(dòng)摩擦力,后不受摩擦力作用D、全過程中,小煤塊先受到向右的滑動(dòng)摩擦力,后受到向右的靜摩擦力作用

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,水平放置的兩塊長(zhǎng)直平行金屬板a、b相距d=0.10m,a、b間的電場(chǎng)強(qiáng)度為E=5.0×105N/C,b板下方整個(gè)空間存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=6.0T、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng).今有一質(zhì)量為m=4.8×10-25kg、電荷量為q=1.6×10?18C的帶正電的粒子(不計(jì)重力),從貼近a板的左端以υ0=1.0×106m/s的初速度水平射入勻強(qiáng)電場(chǎng),剛好從狹縫P穿過b板而垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng),最后粒子回到邊界b的Q(圖中未標(biāo)出)處.試求
(1)粒子穿過狹縫P時(shí)的速度υ及其與b板的夾角θ.
(2)P、Q之間的距離L.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,水平放置的平行板電容器,原來AB兩板不帶電,B極板接地,它的極板長(zhǎng)L=0.1m,兩板間距離d=0.4×10-2m,現(xiàn)有一微粒質(zhì)量m=2.0×10-6kg,帶電量q=+1.0×10-8C,以一定初速度從兩板中央平行于極板射入,由于重力作用微粒恰好能落到A板上中點(diǎn)O處,不反彈.忽略平行板電容器的邊緣效應(yīng),取g=10m/s2.試求:
(1)帶電粒子入射初速度的大;
(2)現(xiàn)使電容器帶上電荷,使帶電微粒能從平行板電容器的右側(cè)射出,且不碰板.則帶電后A板的電勢(shì)應(yīng)滿足什么條件?

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