在倾角=30°的斜面上,固定一金属框,宽l=0.25m,接入电动势E=12V、内阻不计的电池.垂直框面放有一根质量m=0.2kg的金属棒ab,它与框架的动摩擦因
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在倾角=30°的斜面上,固定一金属框,宽l=0.25m,接入电动势E=12V、内阻不计的电池.垂直框面放有一根质量m=0.2kg的金属棒ab,它与框架的动摩擦因
题型:不详
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来源:
在倾角
=30°的斜面上,固定一金属框,宽
l
=0.25m,接入电动势
E
=12V、内阻不计的电池.垂直框面放有一根质量
m
=0.2kg的金属棒
ab
,它与框架的动摩擦因数为
,整个装置放在磁感应强度
B
=0.8T的垂直框面向上的匀强磁场中(如图11.2-5).当调节滑动变阻器
R
的阻值在什么范围内时,可使金属棒静止在框架上?(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,框架与棒的电阻不计,
g
=10m/s
2
)
答案
1.6Ω≤R≤4.8Ω
解析
金属棒静止在框架上时,摩擦力
f
的方向可能沿框面向上,也可能向下,需分两种情况考虑.
当变阻器
R
取值较大时,
I
较小,安培力
F
较小,在金属棒重力分力
mg
sin
作用下使棒有沿框架下滑趋势,框架对棒的摩擦力沿框面向上(如图11.2-6).金属棒刚好不下滑时满足平衡条件
得
(
)
当变阻器
R
取值较小时,
I
较大,安培力
F
较大,会使金属棒产生沿框面上滑趋势.因此,框架对棒的摩擦力沿框面向下(如图11.2-7解).金属棒刚好不上滑时满足平衡条件
得
所以滑动变阻器
R
的取值范围应为 1.6Ω≤R≤4.8Ω.
举一反三
两根足够长的平行金属导轨,固定在同一水平面上,磁感应强度为
B
的匀强磁场与导轨所在平面垂直,方向竖直向下,导轨的电阻忽略不计,导轨间的距离为
L
,两根质量均为
m
的平行金属杆甲、乙可在导轨上无摩擦地滑动,滑动过程中与导轨保持垂直,每根金属杆接入回路的电阻都为
R
,在开始时刻,两杆都处于静止状态。现有一与导轨平行,大小为
F
的恒力作用于金属杆甲上,使金属杆在导轨上滑动。
(1)若某时刻甲的速度为
v
1
,乙的速度为
v
2
,求此时乙的加速度大小
a
乙
;
(2)求由两金属杆与两金属导轨构成的回路中的最大感应电动势
E
。
题型:不详
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如图所示,导体棒长
L
=0.2m、电阻
r
=0.1Ω,放在位于水平面内间距也为
L
光滑无限长的平行金属导轨上,两导轨左端接一负载电阻R=0.4Ω和一个C=2×10
-10
F的电容器。一匀强磁场
B
=0.5T,方向垂直于导轨所在平面向上。开始时开关S断开,导体棒在一个平行于导轨的恒定外力F=0.10N作用下匀速向右运动,导轨电阻忽略。
(1)求棒匀速运动时的速度;
(2)若开关S闭合,达到稳定后,求电容器的带电量,指出A板带何种电荷。
题型:不详
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通电导体棒静止于水平导轨上,棒的质量为m,长为L,通过的电流为I,匀强磁场的磁感应强度为B,方向与导轨平面成θ角,且与导体棒垂直,已知棒与导轨垂直,且与导轨间动摩擦因数为μ,求棒受到的弹力和摩擦力大小,并绘制图示,标明棒中电流方向及所受各力的方向.
题型:不详
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(1)导线受到的安培力大小和方向
(2)从静止开始运动2s,导线的末速度大小
题型:不详
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如图甲所示,质量为
m
=50g,长
L
=10cm的铜棒,用长度也为
L
的两根轻软导线水平悬吊在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度
B
=0.5T.未通电时,轻线在竖直方向,通入恒定电流后,棒向外偏转的最大角度
θ
=37°,求此棒中通入的恒定电流的大小.
某同学的解法如下:铜棒向外偏转过程中,导线拉力不做功,如图乙所示.
F
做功为:
重力做功为:
由动能定理得:
解得
该同学的解答正确吗?如果正确请说明理由;如果该同学的解答错误,请给出你认为正确的解答.
题型:不详
难度:
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