如圖15-25所示，質(zhì)量為60 g的銅棒長(zhǎng)為a=20 cm，棒兩端與長(zhǎng)為L(zhǎng)=30 cm的細(xì)軟銅線(xiàn)相連，吊在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5 T、豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.當(dāng)棒中通過(guò)恒定電流I后，銅棒向上擺動(dòng)，最大偏角θ=60°，g取10 m/s2，求：

圖15-25

(1)銅棒中電流I的大小;

(2)銅棒在擺動(dòng)過(guò)程中的最大速度(結(jié)果保留一位有效數(shù)字).

解析：(1)棒由最低位置擺至最大偏角的過(guò)程，安培力對(duì)棒做的功等于棒的重力勢(shì)能的增加，即有

    IaBLsin60°=mgL(1-cos60°)

    由此解得I=3.46 A.

(2)棒擺至平衡位置時(shí)有最大速度.設(shè)平衡位置時(shí)擺線(xiàn)的偏角為α，由動(dòng)能定理有

    IaBLsinα-mgL(1-cosα)=mv2

    式中sinα=

    cosα=

    可解得v=0.98 m/s.

答案：(1)3.46 A  (2)0.98 m/s

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2009?徐匯區(qū)模擬）某研究性實(shí)驗(yàn)小組為探索航天器球形返回艙穿過(guò)大氣層時(shí)所受空氣阻力（風(fēng)力）的影響因素，進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)研究．如圖為測(cè)定風(fēng)力的實(shí)驗(yàn)裝置圖．其中CD是一段水平放置的長(zhǎng)為L(zhǎng)的光滑均勻電阻絲，電阻絲阻值較大；一質(zhì)量和電阻均不計(jì)的細(xì)長(zhǎng)裸金屬絲一端固定于O點(diǎn)，另一端懸掛小球P，無(wú)風(fēng)時(shí)細(xì)金屬絲豎直，恰與電阻絲在C點(diǎn)接觸，OC=H；有風(fēng)時(shí)細(xì)金屬絲將偏離豎直方向，與電阻絲相交于某一點(diǎn)（如圖中虛線(xiàn)所示，細(xì)金屬絲與電阻絲始終保持良好的導(dǎo)電接觸）．
（1）已知電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻不計(jì)，理想電壓表兩接線(xiàn)柱分別與O點(diǎn)與C點(diǎn)相連，球P的質(zhì)量為m，重力加速度為g，由此可推得風(fēng)力大小F與電壓表示數(shù)U的關(guān)系為F=
mgL
EH
U
mgL
EH
U
．
（2）研究小組的同學(xué)猜想：風(fēng)力大小F可能與風(fēng)速大小v和球半徑r這兩個(gè)因數(shù)有關(guān)，于是他們進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)后獲得了如下數(shù)據(jù)：（下表中風(fēng)速v的單位為m/s，電壓U的單位為V，球半徑r的單位為cm．）
根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，風(fēng)力大小F與風(fēng)速大小和球半徑r的關(guān)系是
F=kvr
F=kvr
．
10 15 20 30
0.25 9.60 14.5 19.1 28.7
0.50 2.40 3.60 4.81 7.19
0.75 1.07 1.61 2.13 3.21
1.00 0.60 0.89 1.21 1.82

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

某同學(xué)在進(jìn)行“研究彈簧振子的周期和小球質(zhì)量的關(guān)系”課題實(shí)驗(yàn)時(shí)，用如圖1甲所示裝置進(jìn)行了如下的試驗(yàn)：讓彈簧振子穿過(guò)一光滑的水平橫桿，在彈簧振子的小球上安裝一枝筆，下面放一條紙帶，當(dāng)小球振動(dòng)時(shí)，垂直于振動(dòng)方向以恒定的加速度拉動(dòng)紙帶，加速度的大小為a，這時(shí)筆在紙條上畫(huà)出如圖1乙所示的一條曲線(xiàn)，請(qǐng)根據(jù)圖乙中所測(cè)得的長(zhǎng)度S1、S2，寫(xiě)出計(jì)算彈簧振子振動(dòng)周期的表達(dá)，T=
 
．
換用不同質(zhì)量的小球?qū)嶒?yàn)，分別得到彈簧振子小球的質(zhì)量與振動(dòng)周期丁對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，如下表：
次    數(shù) 1 2 3 4 5
小球質(zhì)量m/kg O．05 0.10 O．15 O．20 0.25
振動(dòng)周期T/s O．50 O．70 0.86 1.01 1.11
T2
s2
 0.25 0.49 O．74 1.02 1.23
根據(jù)上表數(shù)據(jù)，為直觀反應(yīng)T與m研間的關(guān)系，請(qǐng)?jiān)趫D2的方格坐標(biāo)紙中選擇適當(dāng)?shù)奈锢砹拷⒆鴺?biāo)系，并作出圖線(xiàn)．從圖線(xiàn)可以得到該實(shí)驗(yàn)中彈簧振子振動(dòng)的周期與小球質(zhì)量的關(guān)系式是
 
．
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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

玻璃棱鏡ABCD可以看成是由如圖15-24所示的ADE、ABE、BCD三個(gè)直角三棱鏡組成的，一束從AD面入射的光線(xiàn)在棱鏡中的折射光線(xiàn)ab與AD面的夾角α＝60°，已知光在真空中的傳播速度c＝3×108 m/s，玻璃的折射率n＝1.5.求：

圖15-24

（1）這束入射光線(xiàn)的入射角多大？（用反三角函數(shù)表示）

（2）光在棱鏡中的傳播速度多大？

（3）該束光線(xiàn)第一次從CD面出射時(shí)的折射角以及此出射光線(xiàn)的偏向角（射出棱鏡的光線(xiàn)與射入棱鏡的光線(xiàn)之間的夾角）多大？

（解題過(guò)程要畫(huà)出解題所需的完整光路圖）

圖15-25

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖15-25所示，游泳池寬度L=15 m，水面離岸邊的高度為0.5 m，在左岸邊一標(biāo)桿上裝有一A燈，A燈距地面高0.5 m，在右岸邊站立著一個(gè)人，E點(diǎn)為人眼的位置，人眼距地面高1.5 m.若此人發(fā)現(xiàn)A燈經(jīng)水面反射所成的像與左岸水面下某處的B燈經(jīng)折射后所成的像重合，已知水的折射率為1.3，則B燈在水面下多深處？（B燈在圖中未畫(huà)出）

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