如圖所示,兩根間距為d的平行光滑金屬導(dǎo)軌間接有電源E,導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ=30°.金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置,導(dǎo)軌與金屬桿接觸良好.整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.當(dāng)磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向上時(shí),金屬桿ab剛好處于靜止?fàn)顟B(tài).要使金屬桿能沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng),可以采取的措施是( 。
分析:對(duì)初始狀態(tài)進(jìn)行受力分析,得出重力與安培力的關(guān)系.改變條件后再次受力分析,判斷沿斜面方向上能否平衡.
解答:解:A.根據(jù)初始條件受力分析知重力、支持力與安培力(方向水平向右)處于平衡狀態(tài),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電流減小,則安培力減小,所以導(dǎo)致金屬桿沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤.
B.根據(jù)初始條件受力分析知重力、支持力與安培力(方向水平向右)處于平衡狀態(tài),當(dāng)增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B時(shí),安培力也增加,所以金屬桿沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng).故B正確.
C.減小傾角θ,重力沿斜面向下的分力減小,因電流不變,安培力也不變,通過力圖分析,重力沿斜面向下的分力小于安培力,所以金屬桿能沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng).故C正確.
D.根據(jù)初始條件受力分析知重力、支持力與安培力(方向水平向右),將電源正負(fù)極對(duì)調(diào)使金屬桿中的電流方向改變,安培力變?yōu)樗较蜃蠓较,根?jù)受力分析可得,金屬桿能沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng),故D錯(cuò)誤.
故選:BC.
點(diǎn)評(píng):解決本題的關(guān)鍵是正確地進(jìn)行受力分析然后,通過控制一些變量來,是受力分析金屬棒的運(yùn)動(dòng)方向.
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相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,兩根間距為d的平行光滑金屬導(dǎo)軌間接有電源E,導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ=30°.金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置,導(dǎo)軌與金屬桿接觸良好.整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.當(dāng)磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向上時(shí),金屬桿能剛好處于靜止?fàn)顟B(tài).要使金屬桿能沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng),可以采取的措施是( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,兩根間距為L(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌MN和PQ,電阻不計(jì),左端向上彎曲,其余水平,水平導(dǎo)軌左端有寬度為d、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)I,右端有另一磁場(chǎng)II,其寬度也為d,但方向豎直向下,磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度大小均為B.有兩根質(zhì)量均為m、電阻均為R的金屬棒a和b與導(dǎo)軌垂直放置,b棒置于磁場(chǎng)II中點(diǎn)C、D處,導(dǎo)軌除C、D兩處(對(duì)應(yīng)的距離極短)外其余均光滑,兩處對(duì)棒可產(chǎn)生總的最大靜摩擦力為棒重力的K倍,a棒從彎曲導(dǎo)軌某處由靜止釋放.當(dāng)只有一根棒作切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),它速度的減小量與它在磁場(chǎng)中通過的距離成正比,即△v∝△x.
(1)若a棒釋放的高度大于h0,則a棒進(jìn)入磁場(chǎng)I時(shí)會(huì)使b棒運(yùn)動(dòng),判斷b 棒的運(yùn)動(dòng)方向并求出h0
(2)若將a棒從高度小于h0的某處釋放,使其以速度v0進(jìn)入磁場(chǎng)I,結(jié)果a棒以
v0
2
的速度從磁場(chǎng)I中穿出,求在a棒穿過磁場(chǎng)I過程中通過b棒的電量q和兩棒即將相碰時(shí)b棒上的電功率Pb
(3)若將a棒從高度大于h0的某處釋放,使其以速度v1進(jìn)入磁場(chǎng)I,經(jīng)過時(shí)間t1后a棒從磁場(chǎng)I穿出時(shí)的速度大小為
2v1
3
,求此時(shí)b棒的速度大小,在如圖坐標(biāo)中大致畫出t1時(shí)間內(nèi)兩棒的速度大小隨時(shí)間的變化圖象,并求出此時(shí)b棒的位置.
精英家教網(wǎng)

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,兩根間距為L(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌MN和PQ,電阻不計(jì),左端彎曲部分光滑,水平部分導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,水平導(dǎo)軌左端有寬度為d、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅰ,右端有另一磁場(chǎng)Ⅱ,其寬度也為d,但方向豎直向下,兩磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度大小均為B0,相隔的距離也為d.有兩根質(zhì)量為m、電阻均為R的金屬棒a和b與導(dǎo)軌垂直放置,b棒置于磁場(chǎng)Ⅱ中點(diǎn)C、D處.現(xiàn)將a棒從彎曲導(dǎo)軌上某一高處由靜止釋放并沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)下去.
(1)當(dāng)a棒在磁場(chǎng)Ⅰ中運(yùn)動(dòng)時(shí),若要使b棒在導(dǎo)軌上保持靜止,則a棒剛釋放時(shí)的高度應(yīng)小于某一值h0,求h0的大小;
(2)若將a棒從彎曲導(dǎo)軌上高度為h(h<h0)處由靜止釋放,a棒恰好能運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)Ⅱ的左邊界處停止,求a棒克服安培力所做的功;
(3)若將a棒仍從彎曲導(dǎo)軌上高度為h(h<h0)處由靜止釋放,為使a棒通過磁場(chǎng)Ⅰ時(shí)恰好無感應(yīng)電流,可讓磁場(chǎng)Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間而變化,將a棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ的時(shí)刻記為t=0,此時(shí)磁場(chǎng)Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0,試求出在a棒通過磁場(chǎng)Ⅰ的這段時(shí)間里,磁場(chǎng)Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的關(guān)系式.
精英家教網(wǎng)

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,兩根間距為l的光滑金屬導(dǎo)軌(不計(jì)電阻),由一段圓弧部分與一段無限長(zhǎng)的水平段部分組成.其水平段加有方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),其磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,導(dǎo)軌水平段上靜止放置一金屬棒cd,質(zhì)量為2m,電阻為2r.另一質(zhì)量為m,電阻為r的金屬棒ab,從圓弧段M處由靜止釋放下滑至N處進(jìn)入水平段,圓弧段MN半徑為R,所對(duì)圓心角為60°,求:
(1)ab棒在N處進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)速度多大?此時(shí)棒中電流是多少?
(2)cd棒能達(dá)到的最大速度是多少?
(3)cd棒由靜止到達(dá)最大速度過程中,系統(tǒng)所能釋放的熱量是多少?

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