如圖所示,兩根間距為d的平行光滑金屬導(dǎo)軌間接有電源E,導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ=30°.金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置,導(dǎo)軌與金屬桿接觸良好.整個裝置處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中.當(dāng)磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向上時,金屬桿ab剛好處于靜止?fàn)顟B(tài).要使金屬桿能沿導(dǎo)軌向上運動,可以采取的措施是( 。
分析:對初始狀態(tài)進(jìn)行受力分析,得出重力與安培力的關(guān)系.改變條件后再次受力分析,判斷沿斜面方向上能否平衡.
解答:解:A.根據(jù)初始條件受力分析知重力、支持力與安培力(方向水平向右)處于平衡狀態(tài),調(diào)節(jié)滑動變阻器使電流減小,則安培力減小,所以導(dǎo)致金屬桿沿導(dǎo)軌向下運動,故A錯誤.
B.根據(jù)初始條件受力分析知重力、支持力與安培力(方向水平向右)處于平衡狀態(tài),當(dāng)增大磁感應(yīng)強度B時,安培力也增加,所以金屬桿沿導(dǎo)軌向上運動.故B正確.
C.減小傾角θ,重力沿斜面向下的分力減小,因電流不變,安培力也不變,通過力圖分析,重力沿斜面向下的分力小于安培力,所以金屬桿能沿導(dǎo)軌向上運動.故C正確.
D.根據(jù)初始條件受力分析知重力、支持力與安培力(方向水平向右),將電源正負(fù)極對調(diào)使金屬桿中的電流方向改變,安培力變?yōu)樗较蜃蠓较,根?jù)受力分析可得,金屬桿能沿導(dǎo)軌向下運動,故D錯誤.
故選:BC.
點評:解決本題的關(guān)鍵是正確地進(jìn)行受力分析然后,通過控制一些變量來,是受力分析金屬棒的運動方向.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,兩根間距為d的平行光滑金屬導(dǎo)軌間接有電源E,導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ=30°.金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置,導(dǎo)軌與金屬桿接觸良好.整個裝置處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中.當(dāng)磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向上時,金屬桿能剛好處于靜止?fàn)顟B(tài).要使金屬桿能沿導(dǎo)軌向上運動,可以采取的措施是(  )

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,兩根間距為L的金屬導(dǎo)軌MN和PQ,電阻不計,左端向上彎曲,其余水平,水平導(dǎo)軌左端有寬度為d、方向豎直向上的勻強磁場I,右端有另一磁場II,其寬度也為d,但方向豎直向下,磁場的磁感強度大小均為B.有兩根質(zhì)量均為m、電阻均為R的金屬棒a和b與導(dǎo)軌垂直放置,b棒置于磁場II中點C、D處,導(dǎo)軌除C、D兩處(對應(yīng)的距離極短)外其余均光滑,兩處對棒可產(chǎn)生總的最大靜摩擦力為棒重力的K倍,a棒從彎曲導(dǎo)軌某處由靜止釋放.當(dāng)只有一根棒作切割磁感線運動時,它速度的減小量與它在磁場中通過的距離成正比,即△v∝△x.
(1)若a棒釋放的高度大于h0,則a棒進(jìn)入磁場I時會使b棒運動,判斷b 棒的運動方向并求出h0
(2)若將a棒從高度小于h0的某處釋放,使其以速度v0進(jìn)入磁場I,結(jié)果a棒以
v0
2
的速度從磁場I中穿出,求在a棒穿過磁場I過程中通過b棒的電量q和兩棒即將相碰時b棒上的電功率Pb
(3)若將a棒從高度大于h0的某處釋放,使其以速度v1進(jìn)入磁場I,經(jīng)過時間t1后a棒從磁場I穿出時的速度大小為
2v1
3
,求此時b棒的速度大小,在如圖坐標(biāo)中大致畫出t1時間內(nèi)兩棒的速度大小隨時間的變化圖象,并求出此時b棒的位置.
精英家教網(wǎng)

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,兩根間距為L的金屬導(dǎo)軌MN和PQ,電阻不計,左端彎曲部分光滑,水平部分導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒間的滑動摩擦因數(shù)為μ,水平導(dǎo)軌左端有寬度為d、方向豎直向上的勻強磁場Ⅰ,右端有另一磁場Ⅱ,其寬度也為d,但方向豎直向下,兩磁場的磁感強度大小均為B0,相隔的距離也為d.有兩根質(zhì)量為m、電阻均為R的金屬棒a和b與導(dǎo)軌垂直放置,b棒置于磁場Ⅱ中點C、D處.現(xiàn)將a棒從彎曲導(dǎo)軌上某一高處由靜止釋放并沿導(dǎo)軌運動下去.
(1)當(dāng)a棒在磁場Ⅰ中運動時,若要使b棒在導(dǎo)軌上保持靜止,則a棒剛釋放時的高度應(yīng)小于某一值h0,求h0的大。
(2)若將a棒從彎曲導(dǎo)軌上高度為h(h<h0)處由靜止釋放,a棒恰好能運動到磁場Ⅱ的左邊界處停止,求a棒克服安培力所做的功;
(3)若將a棒仍從彎曲導(dǎo)軌上高度為h(h<h0)處由靜止釋放,為使a棒通過磁場Ⅰ時恰好無感應(yīng)電流,可讓磁場Ⅱ的磁感應(yīng)強度隨時間而變化,將a棒剛進(jìn)入磁場Ⅰ的時刻記為t=0,此時磁場Ⅱ的磁感應(yīng)強度為B0,試求出在a棒通過磁場Ⅰ的這段時間里,磁場Ⅱ的磁感應(yīng)強度隨時間變化的關(guān)系式.
精英家教網(wǎng)

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,兩根間距為l的光滑金屬導(dǎo)軌(不計電阻),由一段圓弧部分與一段無限長的水平段部分組成.其水平段加有方向豎直向下的勻強磁場,其磁感應(yīng)強度為B,導(dǎo)軌水平段上靜止放置一金屬棒cd,質(zhì)量為2m,電阻為2r.另一質(zhì)量為m,電阻為r的金屬棒ab,從圓弧段M處由靜止釋放下滑至N處進(jìn)入水平段,圓弧段MN半徑為R,所對圓心角為60°,求:
(1)ab棒在N處進(jìn)入磁場區(qū)速度多大?此時棒中電流是多少?
(2)cd棒能達(dá)到的最大速度是多少?
(3)cd棒由靜止到達(dá)最大速度過程中,系統(tǒng)所能釋放的熱量是多少?

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