如图所示,一根均匀的导体棒ab,长为l,质量为m,电阻为R0,处在磁感应强度为B的匀强磁场中,导体ab由两根相同的轻质弹簧悬挂,并处在水平位置,这时每根弹簧的伸
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如图所示,一根均匀的导体棒ab,长为l,质量为m,电阻为R0,处在磁感应强度为B的匀强磁场中,导体ab由两根相同的轻质弹簧悬挂,并处在水平位置,这时每根弹簧的伸
题型:不详
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来源:
如图所示,一根均匀的导体棒ab,长为l,质量为m,电阻为R
0
,处在磁感应强度为B的匀强磁场中,导体ab由两根相同的轻质弹簧悬挂,并处在水平位置,这时每根弹簧的伸长量为x
0
.若电源电动势为E,电阻不计,两根弹簧的总电阻为R,求当开关S闭合后,导体ab平衡时每根弹簧的伸长量x是多少?
答案
解析
当S断开时,ab棒受重力mg和弹簧的弹力2kx
0
处于平衡,则mg=2kx
0
①
S闭合时,导体棒ab中的电流为
②
此时导体还要受到安培力的作用,其大小为F
A
=BIL,根据左手定则,F
A
方向向上,导体ab平衡后,根据平衡条件有mg="2kx+BIL " ③
由①②③解得
,归纳:
(1)当mg>F
A
时,弹簧处于伸长状态,伸长量为x;
(2)当mg=F
A
时,弹簧恢复原长,x=0
(3)当mg<F
A
时,弹簧处于压缩状态,压缩量为|x|.
举一反三
如图所示,两根平行放置的导电轨道,间距为L,倾角为θ,轨道间接有电动势为E(内阻不计)的电源.现有一根质量为m、电阻为R的金属杆ab垂直放于导电轨道上静止.轨道的摩擦和电阻均不计.要使ab杆静止,磁感应强度应为____________.
题型:不详
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|
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如图所示,两根平行光滑金属导轨ab和cd置于同一水平面上,相互间隔为L="0.1" m,质量m="3" g的金属棒置于轨道右端,跨在两根导轨上,导轨左端通过开关S与电池连接,匀强磁场方向垂直轨道所在平面向上,磁感应强度B="0.1" T,轨道平面距地面高度h="0.8" m.接通开关S时,金属棒由于受安培力作用被水平抛出,落地点水平距离s′="2" m.取g="10" m/s
2
,求接通S瞬间,金属棒中通过的电荷量是多大?(假设接通S瞬间,金属棒中通过的是恒定电流)
题型:不详
难度:
|
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两条光滑的水平金属导轨彼此平行,置于桌边,金属棒
ab
架在两导轨端点上并与导轨垂直,导轨区域内有竖直向下的匀强磁场,导轨另一端与电池、电容器连成电路,如图15-2-11所示.已知金属棒的质量m=5×10
-3
kg,两导轨间距
L
="1.0" m,电池电动势
E
="16" V,电容器的电容量
C
="200"
μF
,磁场的磁感应强度B="0.5"
T
,金属棒在通电后受安培力作用而平抛出去,下落高度h="0.8" m,抛出落地水平位移
S
="0.064" m.试求开关
K
先接1,再接2,金属棒被抛出后电容器上电压的数值.
图15-2-11
题型:不详
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如图15-2-12所示,导线
AB
竖直放置,通电导线框
abcd
可自由移动.当
AB
中通以图示电流时,导线框怎样运动?
图15-2-12
题型:不详
难度:
|
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如图15-2-18所示是处于匀强磁场的三维空间,磁场方向垂直xOz平面.要使一段通电直导线所受安培力方向沿z轴正方向,则通电导线的位置可能是( )
图15-2-18
A.在yOz平面上介于y轴和z轴之间的任何位置上,并且电流方向与y轴正方向成锐角
B.在xOz平面上,电流方向沿x轴正方向
C.平行于xOy平面,并且电流方向与x轴正方向和y轴正方向均夹45°角
D.在xOy平面上但不与y轴平行的所有位置
题型:不详
难度:
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