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8.如圖所示,兩根足夠長(zhǎng)的直金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置在傾角為θ的絕緣斜面上,兩導(dǎo)軌間距為L(zhǎng),一根質(zhì)量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上,并與導(dǎo)軌垂直,且接觸良好,整套裝置處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.金屬桿ab中通有大小為I的電流.已知重力加速度為g.
(1)若勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直斜面向下,且不計(jì)金屬桿ab和導(dǎo)軌之間的摩擦,金屬桿ab靜止在軌道上,求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大��;
(2)若金屬桿ab靜止在軌道上面,且對(duì)軌道的壓力恰好為零,需在豎直平面內(nèi)加一勻強(qiáng)磁場(chǎng),說(shuō)明該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和方向應(yīng)滿足什么條件.

分析 (1)根據(jù)共點(diǎn)力平衡即可求得磁場(chǎng)強(qiáng)度;
(2)根據(jù)共點(diǎn)力平衡即可求得;

解答 解:(1)設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1.根據(jù)安培定則可知安培力沿導(dǎo)軌平面向上,金屬桿ab受力如答圖3.
根據(jù)平衡條件對(duì)金屬桿ab有:B1IL=mgsinθ
解得:{B}_{1}=\frac{mgsinθ}{IL}
(2)金屬桿ab對(duì)導(dǎo)軌壓力為零,則金屬桿ab只受重力和安培力.
根據(jù)平衡條件對(duì)金屬桿ab有:B2IL=mg 
解得:{B}_{2}=\frac{mg}{IL}
答:(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為\frac{mgsinθ}{IL}
(2)若金屬桿ab靜止在軌道上面,且對(duì)軌道的壓力恰好為零.磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為\frac{mg}{IL},方向應(yīng)滿足垂直金屬桿ab水平向右;

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了在安培力作用下的共點(diǎn)力平衡,抓住受力分析是關(guān)鍵

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:選擇題

18.如圖為某物體做直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象,關(guān)于物體在前4s的運(yùn)動(dòng)情況,下列說(shuō)法正確的是(  )
A.物體始終向同一方向運(yùn)動(dòng)
B.物體的加速度大小不變,方向與初速度方向相同
C.物體在前2s內(nèi)做減速運(yùn)動(dòng)
D.物體在第2s末加速度的方向發(fā)生變化

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

19.某研究性學(xué)習(xí)小組用如圖所示裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.如圖,懸點(diǎn)O正下方P點(diǎn)處放有水平放置熾熱的電熱絲,當(dāng)繃直的懸線連接小球于A點(diǎn)由靜止釋放,懸線擺至電熱絲B點(diǎn)(B點(diǎn)為平衡位置)處時(shí)能在瞬間輕易被燒斷,小球由于慣性向前飛出做平拋運(yùn)動(dòng).在地面上放上白紙,上面覆蓋著復(fù)寫(xiě)紙,當(dāng)小球落在復(fù)寫(xiě)紙上時(shí),會(huì)在下面白紙上留下痕跡.用重錘線確定出A、B點(diǎn)的投影點(diǎn)N、M用米尺量出AN的高度h1,BM的高度h2,再量出M、C(C為小球落地點(diǎn))之間的距離s,即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.已知重力加速度為g,小球的質(zhì)量為m.則
①小球平拋時(shí)的初速度v0=s\sqrt{\frac{g}{2{h}_{2}}}
②為了驗(yàn)證小球從A到B過(guò)程中是否滿足機(jī)械能守恒,需求出A到B過(guò)程的重力勢(shì)能的減少量△EP=mg(h1-h2),動(dòng)能的增加量△Ek=\frac{mg{s}^{2}}{4{h}_{2}}.(上述結(jié)果用h1、h2、s、g、m中的某些字母表示)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

16.如圖所示,在水平地面上固定一光滑金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌間距離為L(zhǎng),導(dǎo)軌電阻不計(jì),右端接有阻值為R的電阻,質(zhì)量為m,電阻r=\frac{1}{2}R的導(dǎo)體棒與固定彈簧相連后放在導(dǎo)軌上,整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.初始時(shí)刻,彈簧恰處于自然長(zhǎng)度,導(dǎo)體棒具有一水平向右的初速度v0,已知當(dāng)導(dǎo)體棒第一次回到初始位置時(shí),速度大小變?yōu)?\frac{1}{4}$v0,整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)體垂直并保持良好接觸,彈簧的重心軸線與導(dǎo)軌平行,且彈簧始終處于彈性限度范圍內(nèi).求:
(1)初始時(shí)刻通過(guò)電阻R的電流I的大��;
(2)導(dǎo)體棒第一次回到初始位置時(shí),導(dǎo)體棒的加速度大小為a;
(3)導(dǎo)體棒從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)直到停止的過(guò)程中,電阻R上產(chǎn)生的焦耳Q.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

3.在探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,采用如圖甲所示的裝置.
(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,電火花計(jì)時(shí)器應(yīng)接在220V(選填220V、6V以下)交流(選填“直流”或“交流”)電源上.
(2)某小組在探究“質(zhì)量一定時(shí),加速度與合力成正比”的實(shí)驗(yàn)中,測(cè)出多組數(shù)據(jù),作出了如圖乙所示的圖象,已知實(shí)驗(yàn)過(guò)程中細(xì)線與木板始終保持平行,則圖線沒(méi)有過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的原因可是未平衡摩擦力(或平衡摩擦力不夠),圖線上部彎曲的原因可能是砝碼盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量未遠(yuǎn)小于木塊的質(zhì)量

(3)如圖丙為實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶的一部分,0、1、2、3、4、5、6為依次選取的7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)未畫(huà)出.從紙帶上測(cè)出x1=3.20cm,x2=4.52cm,x5=8.42cm,x6=9.70cm.則木塊加速度的大小a=1.3m/s2(保留兩位有效數(shù)字).

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

13.某實(shí)驗(yàn)小組利用圖1所示的裝置 探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系.

(1)下列做法正確的是AD(填字母 代號(hào))
A.調(diào)節(jié)滑輪的高度,使?fàn)恳緣K的細(xì)繩 與長(zhǎng)木板保持平行
B.在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡木塊受到的滑動(dòng)摩擦力時(shí),將裝有砝碼的砝碼桶通過(guò)定滑輪拴在木塊上C.實(shí)驗(yàn)時(shí),先放開(kāi)木塊再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源
D.通過(guò)增減木塊上的砝碼改變質(zhì)量時(shí),不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度
(2)為使砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總重力在數(shù)值上近似等于木塊運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的拉力,應(yīng)滿足的條件是砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于木塊和木塊上砝碼的總質(zhì)量.(選填“遠(yuǎn)大于”“遠(yuǎn)小于”或“近似等于”)
(3)甲、乙兩同學(xué)在同一實(shí)驗(yàn)室,各取一套圖1所示的裝置放在水平桌面上,木塊上均不放砝碼,在沒(méi)有平衡摩擦力的情況下,研究加速度a與拉力F的關(guān)系,分別得到圖2中甲、乙兩條直線.設(shè)甲、乙用的木塊質(zhì)量分別為m、m,甲、乙用的木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ、μ,由圖可知,m小于m,μ大于μ.(選填“大于”“小于”或“等于”)
(4)木塊在砝碼桶的牽引下開(kāi)始運(yùn)動(dòng),砝碼桶落地后,木塊再運(yùn)動(dòng)一段距離停在桌面上(尚未到達(dá)滑輪處).從紙帶上便于測(cè)量的點(diǎn)開(kāi)始,每5個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖3所示.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源的頻率為50Hz.
①通過(guò)分析紙帶數(shù)據(jù),可判斷物塊在相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)6和7之間某時(shí)刻開(kāi)始減速.
②計(jì)數(shù)點(diǎn)5對(duì)應(yīng)的速度大小為1.00m/s,計(jì)數(shù)點(diǎn)6對(duì)應(yīng)的速度大小為1.20.(保留三位有效數(shù)字).
③物塊減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度的大小為a=2.00m/s2

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

20.像打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一樣,光電計(jì)時(shí)器也是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常見(jiàn)計(jì)時(shí)儀器,其結(jié)構(gòu)如圖甲所示,a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置.當(dāng)有物體從a、b間通過(guò)時(shí),光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間.現(xiàn)利用圖乙所示裝置設(shè)計(jì)一個(gè)“探究物體運(yùn)動(dòng)的加速度與合外力、質(zhì)量關(guān)系的實(shí)驗(yàn),圖中NQ是水平桌面、PQ是一端帶有滑輪的長(zhǎng)木板,1、2是固定在木板上的兩個(gè)光電門(與之連接的兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器沒(méi)有畫(huà)出).小車上固定著用于擋光的窄片K,讓小車從木板的頂端滑下,光電門各自連接的計(jì)時(shí)器顯示窄片K的擋光時(shí)間分別為t1和t2

(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)量窄片K的寬度d(已知l>>d),光電門1,2各自連接的計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為t1、t2.則窄片K通過(guò)光電門1的速度表達(dá)式v1=\frackeg2kf1{{t}_{1}}
(2)用米尺測(cè)量?jī)晒怆婇T間距為l,則小車的加速度表達(dá)式a=\frac{{{d^2}(t_1^2-t_2^2)}}{2lt_1^2t_2^2}
(3)該實(shí)驗(yàn)中,為了把砂和砂桶拉車的力當(dāng)作小車受的合外力,就必須平衡小車受到的摩擦力,正確的做法不掛砂和砂桶,調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾角,輕推小車讓其下滑,直至兩個(gè)光電門的讀數(shù)相等為止.
(4)實(shí)驗(yàn)中,有位同學(xué)通過(guò)測(cè)量,把砂和砂桶的重力當(dāng)作小車的合外力F,作出a-F圖線,如圖丙中的實(shí)線所示.試分析:圖線不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O的原因是平衡摩擦力時(shí)木板傾角太大;曲線上部彎曲的原因沒(méi)有滿足小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和砂桶的質(zhì)量.

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17.某學(xué)習(xí)小組做“探究物體的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn),他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖所示的裝置,圖中小車的質(zhì)量用M表示,鉤碼的質(zhì)量用m表示.要順利完成該實(shí)驗(yàn),則:
(1)還需要的測(cè)量工具有AC(填選項(xiàng)的字母代號(hào))
A、刻度尺   B、彈簧秤   C、天平   D、秒表
(2)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是BC(填選項(xiàng)的字母代號(hào))
A、平衡摩擦力時(shí),應(yīng)將鉤碼用細(xì)線通過(guò)定滑輪系在小車上
B、實(shí)驗(yàn)中應(yīng)調(diào)節(jié)定滑輪讓拉動(dòng)小車的細(xì)線與板面平行
C、實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先接通電火花計(jì)時(shí)器電源,再放開(kāi)小車
D、實(shí)驗(yàn)中為減小誤差應(yīng)讓小車質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于鉤碼的總重量
(3)在保持小車所受合外力一定的情況下,對(duì)實(shí)驗(yàn)得到的一系列紙帶進(jìn)行處理,測(cè)得小車加速度a與其質(zhì)量M的數(shù)據(jù)如表:(鉤碼質(zhì)量m=30g)
實(shí)驗(yàn)次數(shù)123456
a(m•s-21.511.231.000.860.750.67
M (kg)0.200.250.300.350.400.45
1/M(kg-15.004.003.332.862.502.22
為了尋求a 與M間的定量關(guān)系,請(qǐng)利用表中數(shù)據(jù)在如圖所示的直角坐標(biāo)系中,選取合適的橫坐標(biāo)及標(biāo)度作出圖象.
(4)根據(jù)上述圖象得到的實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是在誤差范圍內(nèi),物體得受力不變時(shí),加速度與質(zhì)量成反比.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

18.如圖所示,虛線EF的下方存在著正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度為E,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一帶電微粒自離EF為h的高處由靜止下落,從B點(diǎn)進(jìn)入場(chǎng)區(qū),做了一段勻速圓周運(yùn)動(dòng),從D點(diǎn)射出.下列說(shuō)法正確的是(  )
A.微粒受到的電場(chǎng)力的方向一定豎直向下
B.微粒做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為\frac{E}{B}\sqrt{\frac{h}{g}}
C.從B到D的過(guò)程中微粒受洛倫茲力不做功
D.從B到D點(diǎn)的過(guò)程中微粒的電勢(shì)能一直減小

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同步練習(xí)冊(cè)答案
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