如圖所示,在傾角為37°的光滑斜面上有一根長為0.4m、質(zhì)量為6×10﹣2 kg的通電直導線,電流大小I=1A、方向垂直于紙面向外,導線用平行于斜面的輕繩拴住不動,整個裝置放在磁感應強度每秒增加0.4T、方向豎直向上的磁場中,設t=0時,B=0,求幾秒后斜面對導線的支持力為零?(g取10m/s2


考點:

共點力平衡的條件及其應用;力的合成與分解的運用;安培力

專題:

共點力作用下物體平衡專題.

分析:

根據(jù)左手定則確定安培力的方向,抓住斜面對導線的支持力為零時,導線只受重力、線的拉力和安培力作用而處于平衡狀態(tài),據(jù)平衡條件求出安培力的大小,由F=BIL可以得到磁感應強度的大小,根據(jù)磁感應強度的變化率可以求出所需要的時間t.

解答:

解:由題意知,當斜面對導線支持力為零時導線受力如圖所示.

由圖知FTcos37°=F     ①

FTsin37°=mg         ②

由①②解得:導線所受安培力的為F==0.8 N.

又根據(jù)F=BIL得:

此時導線所處磁場的磁感應強度為

B==2T,

因為磁感應強度每秒增加0.4T,所以有

B=0.4t

得t=5s.

答:5秒后斜面對導線的支持力為零.

點評:

抓住支持力為0時的導線受力特征,根據(jù)平衡條件求解是關鍵.

 

練習冊系列答案
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如圖所示,豎直放置、開口向上的圓柱形氣缸內(nèi)有a、b兩個質(zhì)量均為m的活塞,可以沿氣缸壁無摩擦上、下滑動。a是等厚活塞,b是楔形活塞,其上表面與水平面夾角θ。兩活塞現(xiàn)封閉著初始溫度T0的A、B兩部分氣體并保持靜止,此時A氣體體積VA=2V0,B氣體體積VBV0。已知圖中氣缸橫截面積S,外界大氣壓p0。求:

(1)此時A、B兩部分氣體的壓強?

(2)緩慢升高A、B兩部分氣體溫度,求溫度升高ΔT過程中,a活塞移動的距離?

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如圖,真空中一條直線上有四點A、B、C、D,AB=BC=CD,只在A點放一電量為+Q的點電荷時,B點電場強度為E,若又將等量異號的點電荷﹣Q放在D點,則( 。

 

A.

B點電場強度為,方向水平向右

 

B.

B點電場強度為,方向水平向右

 

C.

BC線段的中點電場強度為零

 

D.

B、C兩點的電場強度相同

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如圖所示,直線A為電源的U﹣I圖線,曲線B為燈泡電阻的U﹣I圖線,用該電源和小燈泡組成閉合電路時,電源的輸出功率和電路的總功率分別是( 。

 

A.

4W、8W

B.

2W、4W

C.

4W、6W

D.

2W、3W

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質(zhì)量為m、帶電量為q的小物塊,從傾角為θ的光滑絕緣斜面上由靜止下滑,整個斜面置于方向水平向里的勻強磁場中,磁感應強度為B,如圖所示.若帶電小物塊下滑后某時刻對斜面的作用力恰好為零,下面說法中正確的是(  )

 

A.

小物塊一定帶有正電荷

 

B.

小物塊在斜面上運動時做勻加速直線運動

 

C.

小物塊在斜面上運動時做加速度增大,而速度也增大的變加速直線運動

 

D.

小物塊在斜面上下滑過程中,當小球?qū)π泵鎵毫榱銜r的速率為

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一個帶正電的質(zhì)點,電荷量q=2.0×109C,在靜電場中由a點移到b點,在這過程中電場力做的功為2.0×105J,則a、b兩點間電勢差φa﹣φb為( 。

 

A.

3×104 V

B.

1×104 V

C.

3×104 V

D.

﹣1×104 V

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如圖所示,在互相垂直的勻強電場和勻強磁場中,電量為q的液滴作半徑為R的勻速圓周運動,已知電場強度為E,磁感強度為B,則液滴的質(zhì)量和環(huán)繞速度分別為( 。

 

A.

B2qRE,

B.

,

C.

B2qRE,

D.

,

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在如圖所示的U-I圖象中,直線Ⅰ為某一電源的路端電壓與電流的關系圖線,直線Ⅱ為某一電阻R的U-I圖線.用該電源直接與電阻R相連組成閉合電路,由圖象可知

A.電源的電動勢為3 V,內(nèi)阻為0.5 Ω   B.電阻R的阻值為2 Ω

C.電源的輸出功率為4 W   D.電源的效率為50%

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一個質(zhì)子和一個中子聚變結合成一個氘核,同時輻射一個γ光子.已知質(zhì)子、中子、氘核的質(zhì)量分別為m1、m2、m3,普朗克常量為h,真空中的光速為c.下列說法正確的是(  )

A.核反應方程是H+n→H+γ

B.聚變反應中的質(zhì)量虧損Δm=m1+m2-m3

C.輻射出的γ光子的能量E=(m3-m1-m2)c

D.γ光子的波長λ=

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