如圖所示,兩平行導軌相距0.1m,處于一勻強磁場中,導軌與水平面的夾角θ=37°;金屬棒MN質(zhì)量m=0.05kg,電阻R=1Ω,水平放置在導軌上并與導軌垂直;MN與導軌接觸良好,與導軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.5;磁場的磁感應強度B=1.0T,方向垂直于軌道平面斜向下;電源電動勢E=20V,內(nèi)阻不計;調(diào)整滑動變阻器阻值,使得開關S閉合時,MN能保持靜止.設最大靜摩擦力近似等于滑動摩擦力,取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)當金屬棒MN中電流I=2.0A時,其受到的安培力多大?方向如何?
(2)若要保持金屬棒MN靜止,變阻器的阻值Rp應多大?
(1)導體棒受到的安力為:F=BIL=1×2×0.1N=0.2N,方向沿斜面向上
(2)由閉合電路的歐姆定律可知:E=I(R+RP
當安培力最小時,金屬棒有下滑的趨勢,摩擦力沿斜面向上且達到最大靜摩擦力,此時Rp有最大值,有:
BIL+μmgcosθ=mgsinθ
聯(lián)立解得:I=1A,RP=19Ω
當安培力最大時,金屬棒有上滑的趨勢,摩擦力沿斜面向上且達到最大靜摩擦力,此時Rp有最小值,有:
BIL=μmgcosθ+mgsinθ
聯(lián)立解得:I=5A,Ep=3Ω
即Rp在19Ω≥RP≥3Ω時,導體棒MN能保持靜止
答:(1)當金屬棒MN中電流I=2.0A時,其受到的安培力0.2N,方向沿斜面向上
(2)若要保持金屬棒MN靜止,變阻器的阻值Rp應19Ω≥RP≥3Ω
練習冊系列答案
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如圖所示,用粗細均勻的電阻絲折成平面梯形框架,ab、cd邊均與ad邊成60°角,ab=bc=cd=L,長度為L的電阻絲電阻為r,框架與一電動勢為E,內(nèi)阻為r的電源相連接,垂直于框架平面有磁感應強度為B的勻強磁場,則框架受到的安培力的合力大小為( 。
A.0B.
5BEL
11r
C.
10BEL
11r
D.
BEL
r

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖:一個小磁針位于圓心,且于與園在同一豎直平面內(nèi),現(xiàn)使一個帶正電小球在豎直平面內(nèi)沿圓周高速旋轉,則( 。
A.小磁針的N極向內(nèi)轉
B.小磁針的N極向外轉
C.小磁針在紙面內(nèi)向左擺動
D.小磁針在紙面內(nèi)向右擺動

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖,用粗細均勻的電阻絲折成邊長為L的平面等邊三角形框架,每個邊長L的電阻均為r,三角形框架的兩個頂點與一電動勢為E、內(nèi)阻為r的電源相連接,垂直于框架平面有磁感應強度為B的勻強磁場,則三角形框架受到的安培力的合力大小為( 。
A.0B.
BEL
5r
C.
2BEL
5r
D.
3BEL
5r

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,水平放置的光滑金屬導軌寬L=0.2m,接有輸出電壓恒定為U=1.5V的電源,勻強磁場方向豎直向下穿過導軌.磁感應強度B=1T.導軌棒AB的電阻R=6Ω(其他各處電阻忽略不計),質(zhì)量m=10g,垂直放置在導軌上并接觸良好,求合上開關瞬間:
①導體棒AB受到的安培力方向;
②導體棒AB受到的安培力大;
③導體棒AB的加速度.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

把長L=0.2m,阻值R=1.4Ω的導體棒置于磁感應強度B=1.0×10-2T的勻強磁場中,使導體棒和磁場方向垂直,如圖所示,若導體棒與一電動勢E=3V,內(nèi)阻r=0.1Ω的電源形成閉合回路,電流方向水平向左,則導體棒受到的安培力大小為多少?安培力的方向如何?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

長為0.2m的導線垂直于某勻強磁場方向放置,當導線中通有1A的電流時,導線受到的安培力大小為0.08N.問:
(1)該區(qū)域的磁場的磁感應強度為多少T?
(2)當該導線中的電流增大為1.5A時,導線受到的安培力的大小為多少N?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

在做“奧斯特實驗”時,下列操作中現(xiàn)象最明顯的是( 。
A.電流沿東西方向放置在磁針的正上方
B.電流沿南北方向放置在磁針的正上方
C.沿電流方向放置小磁針,使磁針在導線的正下方
D.沿電流方向放置小磁針,使磁針在導線的延長線上

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

某同學將一段通電導線分別放入如圖所示的四個勻強磁場中,同時判斷出該導線在磁場中受力的方向,其中判斷錯誤的是( 。
A.B.C.D.

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