如圖15所示，PQ和MN為水平、平行放置的金屬導軌，相距L=1m，導體棒ab跨放在導軌上，棒的質量為m=0.2kg，棒的中點用細線經(jīng)滑輪與物體相連，物體的質量M=0.3kg，棒與導軌的動摩擦因數(shù)=0.5，勻強磁場的磁感應強度B=0.2T，方向豎直向下.為使物體勻速上升，應在棒中通入多大的電流？方向如何？（g取10m/s2）


對導體ab，由平衡條件得
FN-mg=0
BIL-f-F=0
對物體，由平衡條件得F-Mg=0
又f=μFN，
聯(lián)立四式解得I=20A，由左手定則知電流方向應為由a到b.
【試題分析】
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（2010?海淀區(qū)一模）如圖15所示，固定在上、下兩層水平面上的平行金屬導軌MN、M'N'和OP、O'P'間距都是l，二者之間固定有兩組豎直半圓形軌道PQM和P'Q'M'，兩軌道間距也均為l，且PQM和P'Q'M'的豎直高度均為4R，兩組半圓形軌道的半徑均為R．軌道的QQ'端、MM'端的對接狹縫寬度可忽略不計，圖中的虛線為絕緣材料制成的固定支架，能使導軌系統(tǒng)位置固定．將一質量為m的金屬桿沿垂直導軌方向放在下層導軌的最左端OO'位置，金屬桿在與水平成θ角斜向上的恒力作用下沿導軌運動，運動過程中金屬桿始終與導軌垂直，且接觸良好．當金屬桿通過4R的距離運動到導軌末端PP'位置時其速度大小vp=4
gR
．金屬桿和導軌的電阻、金屬桿在半圓軌道和上層水平導軌上運動過程中所受的摩擦阻力，以及整個運動過程中所受空氣阻力均可忽略不計．
（1）已知金屬桿與下層導軌間的動摩擦因數(shù)為μ，求金屬桿所受恒力F的大��；
（2）金屬桿運動到PP'位置時撤去恒力F，金屬桿將無碰撞地水平進入第一組半圓軌道PQ和P'Q'，又在對接狹縫Q和Q'處無碰撞地水平進入第二組半圓形軌道QM和Q'M'的內(nèi)側，求金屬桿運動到半圓軌道的最高位置MM'時，它對軌道作用力的大��；
（3）若上層水平導軌足夠長，其右端連接的定值電阻阻值為r，導軌處于磁感應強度為B、方向豎直向下的勻強磁場中．金屬桿由第二組半圓軌道的最高位置MM'處，無碰撞地水平進入上層導軌后，能沿上層導軌滑行．求金屬桿在上層導軌上滑行的最大距離．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（2011?海淀區(qū)一模）（1）“探究動能定理”的實驗裝置如圖所示，當小車在兩條橡皮筋作用下彈出時，橡皮筋對小車做的功記為W0．當用4條、6條、8條…完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次、第4次…實驗時，橡皮筋對小車做的功記為2W0、3W0、4W0…，每次實驗中由靜止彈出的小車獲得的最大速度可由打點計時器所打的紙帶測出．關于該實驗，下列說法正確的是
AC
AC

    A．某同學在一次實驗中，得到一條記錄紙帶．紙帶上打出的點，兩端密、中間疏．出現(xiàn)這種情況的原因，可能是沒有使木板傾斜或傾角太�。�
    B．當小車速度達到最大時，橡皮筋處于伸長狀態(tài)，小車在兩個鐵釘?shù)倪B線處
    C．應選擇紙帶上點距均勻的一段計算小車的最大速度
    D．應選擇紙帶上第一點到最后一點的一段計算小車的最大速度．
（2）某興趣小組在做“探究做功和物體速度變化關系”的實驗前，提出了以下幾種猜想：①W∝v，②W∝v2，③W∝
v
．他們的實驗裝置如圖甲所示，PQ為一塊傾斜放置的木板，在Q處固定一個速度傳感器（用來測量物體每次通過Q點的速度）．在剛開始實驗時，有位同學提出，不需要測出物體質量，只要測出物體初始位置到速度傳感器的距離和讀出速度傳感器的讀數(shù)就行了，大家經(jīng)過討論采納了該同學的建議．

①請你簡要說明為什么不需要測出物體的質量？
②讓小球分別從不同高度無初速釋放，測出物體初始位置到速度傳感器的距離L1、L2、L3、L4…，讀出小球每次通過Q點的速度v1、v2、v3、v4、…，并繪制了如圖乙所示的L-v圖象．若為了更直觀地看出L和v的變化關系，他們下一步應怎么做？
（3）某同學要測量一均勻新材料制成的圓柱體的電阻率ρ．步驟如下：
①用游標為20分度的卡尺測量其長度如圖，由圖可知其長度為
50.15
50.15
mm；
②用螺旋測微器測量其直徑如右上圖，由圖可知其直徑為
4.700
4.700
mm；
③用多用電表的電阻“×10”擋，按正確的操作步驟測此圓柱體的電阻，表盤的示數(shù)如圖，則該電阻的阻值約為
220
220
Ω．
④該同學想用伏安法更精確地測量其電阻R，現(xiàn)有的器材及其代號和規(guī)格如下：
待測圓柱體電阻R
電流表A1（量程0～4mA，內(nèi)阻約50Ω）
電流表A2（量程0～10mA，內(nèi)阻約30Ω）
電壓表V1（量程0～3V，內(nèi)阻約10kΩ）
電壓表V2（量程0～15V，內(nèi)阻約25kΩ）
直流電源E（電動勢4V，內(nèi)阻不計）
滑動變阻器R1（阻值范圍0～15Ω，允許通過的最大電流2.0A）
滑動變阻器R2（阻值范圍0～2kΩ，允許通過的最大電流0.5A）
開關S
導線若干
為使實驗誤差較小，要求測得多組數(shù)據(jù)進行分析，請在右框中畫出測量的電路圖，并標明所用器材的代號．
⑤若該同學用伏安法跟用多用電表測量得到的R測量值幾乎相等，由此可估算此圓柱體材料的電阻率約為ρ=
7.6×10-2
7.6×10-2
Ω?m．（保留2位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源：2011年北京市海淀區(qū)高考物理一模反饋試卷（解析版） 題型：解答題

（1）“探究動能定理”的實驗裝置如圖所示，當小車在兩條橡皮筋作用下彈出時，橡皮筋對小車做的功記為W．當用4條、6條、8條…完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次、第4次…實驗時，橡皮筋對小車做的功記為2W、3W、4W…，每次實驗中由靜止彈出的小車獲得的最大速度可由打點計時器所打的紙帶測出．關于該實驗，下列說法正確的是______
    A．某同學在一次實驗中，得到一條記錄紙帶．紙帶上打出的點，兩端密、中間疏．出現(xiàn)這種情況的原因，可能是沒有使木板傾斜或傾角太小．
    B．當小車速度達到最大時，橡皮筋處于伸長狀態(tài)，小車在兩個鐵釘?shù)倪B線處
    C．應選擇紙帶上點距均勻的一段計算小車的最大速度
    D．應選擇紙帶上第一點到最后一點的一段計算小車的最大速度．
（2）某興趣小組在做“探究做功和物體速度變化關系”的實驗前，提出了以下幾種猜想：①W∝v，②W∝v2，③W∝．他們的實驗裝置如圖甲所示，PQ為一塊傾斜放置的木板，在Q處固定一個速度傳感器（用來測量物體每次通過Q點的速度）．在剛開始實驗時，有位同學提出，不需要測出物體質量，只要測出物體初始位置到速度傳感器的距離和讀出速度傳感器的讀數(shù)就行了，大家經(jīng)過討論采納了該同學的建議．

①請你簡要說明為什么不需要測出物體的質量？
②讓小球分別從不同高度無初速釋放，測出物體初始位置到速度傳感器的距離L1、L2、L3、L4…，讀出小球每次通過Q點的速度v1、v2、v3、v4、…，并繪制了如圖乙所示的L-v圖象．若為了更直觀地看出L和v的變化關系，他們下一步應怎么做？
（3）某同學要測量一均勻新材料制成的圓柱體的電阻率ρ．步驟如下：
①用游標為20分度的卡尺測量其長度如圖，由圖可知其長度為______mm；
②用螺旋測微器測量其直徑如右上圖，由圖可知其直徑為______mm；
③用多用電表的電阻“×10”擋，按正確的操作步驟測此圓柱體的電阻，表盤的示數(shù)如圖，則該電阻的阻值約為______Ω．
④該同學想用伏安法更精確地測量其電阻R，現(xiàn)有的器材及其代號和規(guī)格如下：
待測圓柱體電阻R
電流表A1（量程0～4mA，內(nèi)阻約50Ω）
電流表A2（量程0～10mA，內(nèi)阻約30Ω）
電壓表V1（量程0～3V，內(nèi)阻約10kΩ）
電壓表V2（量程0～15V，內(nèi)阻約25kΩ）
直流電源E（電動勢4V，內(nèi)阻不計）
滑動變阻器R1（阻值范圍0～15Ω，允許通過的最大電流2.0A）
滑動變阻器R2（阻值范圍0～2kΩ，允許通過的最大電流0.5A）
開關S
導線若干
為使實驗誤差較小，要求測得多組數(shù)據(jù)進行分析，請在右框中畫出測量的電路圖，并標明所用器材的代號．
⑤若該同學用伏安法跟用多用電表測量得到的R測量值幾乎相等，由此可估算此圓柱體材料的電阻率約為ρ=______Ω?m．（保留2位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源：2011年甘肅省張掖市民樂一中高考物理預測試卷（解析版） 題型：解答題

如圖15所示，固定在上、下兩層水平面上的平行金屬導軌MN、M'N'和OP、O'P'間距都是l，二者之間固定有兩組豎直半圓形軌道PQM和P'Q'M'，兩軌道間距也均為l，且PQM和P'Q'M'的豎直高度均為4R，兩組半圓形軌道的半徑均為R．軌道的QQ'端、MM'端的對接狹縫寬度可忽略不計，圖中的虛線為絕緣材料制成的固定支架，能使導軌系統(tǒng)位置固定．將一質量為m的金屬桿沿垂直導軌方向放在下層導軌的最左端OO'位置，金屬桿在與水平成θ角斜向上的恒力作用下沿導軌運動，運動過程中金屬桿始終與導軌垂直，且接觸良好．當金屬桿通過4R的距離運動到導軌末端PP'位置時其速度大小．金屬桿和導軌的電阻、金屬桿在半圓軌道和上層水平導軌上運動過程中所受的摩擦阻力，以及整個運動過程中所受空氣阻力均可忽略不計．
（1）已知金屬桿與下層導軌間的動摩擦因數(shù)為μ，求金屬桿所受恒力F的大小；
（2）金屬桿運動到PP'位置時撤去恒力F，金屬桿將無碰撞地水平進入第一組半圓軌道PQ和P'Q'，又在對接狹縫Q和Q'處無碰撞地水平進入第二組半圓形軌道QM和Q'M'的內(nèi)側，求金屬桿運動到半圓軌道的最高位置MM'時，它對軌道作用力的大小；
（3）若上層水平導軌足夠長，其右端連接的定值電阻阻值為r，導軌處于磁感應強度為B、方向豎直向下的勻強磁場中．金屬桿由第二組半圓軌道的最高位置MM'處，無碰撞地水平進入上層導軌后，能沿上層導軌滑行．求金屬桿在上層導軌上滑行的最大距離．

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