如圖所示,有一根均勻的導(dǎo)體棒ab,長為L,質(zhì)量為m,電阻為R,處于垂直于紙面、磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中.它由電阻均為
R2
的兩根相同的輕彈簧懸掛在水平位置.欲使開關(guān)S閉合后導(dǎo)體棒重新靜止時.彈簧的伸長量等于S斷開是彈簧伸長量的2倍,求
(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的方向;
(2)電源的電動勢(不考慮回路其他部分的電阻和電源內(nèi)阻,且彈簧始終在彈性限度內(nèi)).
分析:(1)開關(guān)斷開時,金屬棒受到重力和彈簧拉力作用靜止,當(dāng)開關(guān)閉合時,彈簧伸長量變大,金屬棒受到向下的安培力作用,根據(jù)左手定則可判斷磁場方向.
(2)正確對金屬棒受力分析,借助于平衡條件列方程,即可求解.
解答:解:(1)當(dāng)開關(guān)閉合時,彈簧伸長量變大,金屬棒受到向下的安培力作用,根據(jù)左手定則:讓四指指向右方,大拇指指向下方,則手心向里,說明磁場方向垂直紙面向外.
(2)開關(guān)斷開時,金屬棒受到重力、彈簧拉力作用,設(shè)一根彈簧拉力為F,因此有:
2F=mg…①
金屬棒受到重力、彈簧拉力,以及安培力作用,根據(jù)受力平衡得:
 2F′=mg+BIL…②
 I=
E
R+
R
2
×2
=
E
2R
…③
彈簧的伸長量等于S斷開是彈簧伸長量的2倍,因此:F′=2F…④
聯(lián)立①②③④解得:E=
2mgR
BL

答:(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的方向?yàn)榇怪奔埫嫦蛲猓?br />(2)電源的電動勢為
2mgR
BL
點(diǎn)評:考查安培力、彈力與重力間處于平衡狀態(tài)的問題,體現(xiàn)了胡克定律,安培力公式,同時注意左手定則的應(yīng)用.
練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,有一根重G=17.3N的均勻直木棒,一端擱在水平地面上,另一端被一根細(xì)繩系著懸掛于天花板上,處于靜止?fàn)顟B(tài).今測得,細(xì)繩對木棒的拉力大小F=10N,細(xì)繩與鉛垂線的夾角為30°.試求:(sin30°=0.5,cos30°=0.866)
(1)地面對木棒的摩擦力Fμ(要求畫出受力圖);
(2)地面對木棒的支持力FN

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如圖所示,有一根均勻的導(dǎo)體棒ab,長為L,質(zhì)量為m,電阻為R,處于垂直于紙面、磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中。它由電阻均為R/2的兩根相同的輕彈簧懸掛在水平位置。欲使開關(guān)S閉合后導(dǎo)體棒重新靜止時,彈簧的伸長量等于S斷開時彈簧伸長量的2倍,求(1)磁感強(qiáng)度為B的方向;(2)電源的電動勢(不考慮回路其它部分的電阻和電源的內(nèi)阻,且彈簧始終在彈性限度內(nèi))。

 

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科目:高中物理 來源:2011年唐山一中高二第一學(xué)期期中考試物理卷 題型:計(jì)算題

如圖所示,有一根均勻的導(dǎo)體棒ab,長為L,質(zhì)量為m,電阻為R,處于垂直于紙面、磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中。它由電阻均為R/2的兩根相同的輕彈簧懸掛在水平位置。欲使開關(guān)S閉合后導(dǎo)體棒重新靜止時,彈簧的伸長量等于S斷開時彈簧伸長量的2倍,求(1)磁感強(qiáng)度為B的方向;(2)電源的電動勢(不考慮回路其它部分的電阻和電源的內(nèi)阻,且彈簧始終在彈性限度內(nèi))。

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如圖所示,有一根均勻的導(dǎo)體棒ab,長為L,質(zhì)量為m,電阻為R,處于垂直于紙面、磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中。它由電阻均為R/2的兩根相同的輕彈簧懸掛在水平位置。欲使開關(guān)S閉合后導(dǎo)體棒重新靜止時,彈簧的伸長量等于S斷開時彈簧伸長量的2倍,求(1)磁感強(qiáng)度為B的方向;(2)電源的電動勢(不考慮回路其它部分的電阻和電源的內(nèi)阻,且彈簧始終在彈性限度內(nèi))。

 

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