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2.如圖所示,兩平行金屬導軌間的距離L=0.4m,金屬導軌所在的平面與水平面夾角θ=37°,在導軌所在平面內,分布著磁感應強度B=0.5T、方向垂直于導軌所在平面的勻強磁場.金屬導軌的一端接有電動勢E=4.5V、內阻r=0.5Ω的直流電源.現(xiàn)把一個質量m=0.06kg的導體棒ab放在金屬導軌上,導體棒靜止.導體棒與金屬導軌垂直且接觸良好,導體棒與金屬導軌接觸的兩點間的電阻R0=2.5Ω,金屬導軌電阻不計,g取10m/s2.已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求:
(1)導體棒受到的安培力和導體棒受到的摩擦力;
(2)若僅將磁場方向改為豎直向上,導體棒仍靜止.求摩擦力.

分析 (1)先根據閉合電路歐姆定律求出電路中的電流.由公式F=ILB求解安培力大;導體棒處于靜止狀態(tài),合力為零,根據平衡條件列式求解摩擦力的大;
(2)導體棒處于靜止狀態(tài),合力為零,根據平衡條件列式求解摩擦力的大。

解答 (1)導體棒、金屬導軌和直流電源構成閉合電路,根據閉合電路歐姆定律有:I=$\frac{E}{R+r}=\frac{4.5}{2.5+0.5}=1.5$A
棒受到的安培力:F=BIL=0.3N  方向沿斜面向上;
又:mg sin37°=F+f  
解得:f=-0.06N,負號表示沿斜面向下
(2)磁場方向改為豎直向上時,棒受到的安培力:F安1=F,
又:F安1•cos37°=0.3•0.8=0.24N
      F安1•cos37°+f=mg sin37°  
代入數(shù)據得:f=-0.12N,負號表示沿斜面向下 
答:(1)導體棒受到的安培力是0.3N,導體棒受到的摩擦力是0.06N,方向沿斜面向下;
(2)若僅將磁場方向改為豎直向上,導體棒仍靜止.摩擦力大小為0.12N,方向沿斜面向下.

點評 本題是通電導體在磁場中平衡問題,關鍵是對受力的方向的理解與畫圖,以及安培力的分析和計算,運用平衡條件研究.

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

12.關于慣性的大小,下列說法中正確的是( 。
A.速度越大的物體,慣性越大
B.質量越大的物體,慣性越大
C.靜止物體的慣性比運動物體的慣性大
D.同一物體在月球上的慣性比在地球上的慣性小

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

13.如圖所示,質量分別是m和2m的兩個物體用一根輕質彈簧連接后再用細繩懸掛,穩(wěn)定后將細繩剪斷,則剪斷的瞬間下列說法正確的是(g是重力加速度)( 。
A.質量為m的物體加速度是0B.質量為2m的物體加速度是g
C.質量為m的物體加速度是3gD.質量為2m的物體加速度是3g

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

10.如圖將輕質彈簧上端固定在天花板上,下端懸掛木塊A,A處于靜止狀態(tài),此彈簧的勁度系數(shù)為k(彈簧的形變在彈性限度內).已知木塊A的質量為m,重力加速度為g,則此時彈簧的伸長量為( 。
A.$\frac{1}{mgk}$B.$\frac{k}{mg}$C.mgkD.$\frac{mg}{k}$

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

17.如圖所示,一個質量M=50kg的人站在升降機的地板上,升降機的頂部懸掛了一只彈簧測力計,測力計下面掛著一個質量為m=5kg的物體A,當升降機豎直向上運動的過程中物體相對靜止時,他看到彈簧測力計的示數(shù)為40N,g=10m/s2,求此時:
(1)該升降機處于處于超重狀態(tài)還是失重狀態(tài)?并簡要說明理由,
(2)該升降機的加速度,
(3)人對升降機地板的壓力.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

7.在距離水平地面高為h處,將一物體以初速v0水平拋出(不計空氣阻力),落地時速度為v1,豎直分速度為vy,落地點與拋出點的水平距離為s,則能用來計算該物體在空中運動時間的式子有( 。
A.$\frac{{\sqrt{{v_1}^2-{v_0}^2}}}{g}$B.$\sqrt{\frac{2h}{g}}$C.$\frac{2h}{v_y}$D.$\frac{s}{v_1}$

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

14.某日,一輛藏毒汽車高速駛進某檢查站,警方示意停車,毒販見勢不妙,高速闖卡.闖卡后,該汽車在平直公路上可視為做勻速直線運動,其位移隨時間變化的關系式為x1=50t;在藏毒汽車闖卡的同時,原來停于卡口邊的大功率警車立即啟動追趕.警車從啟動到追上毒販的運動可看做以恒定的加速度做直線運動,其位移隨時間變化的關系式為x2=2t2.上述物理量的單位均采用國際制單位,即位移的單位均為m,時間的單位均為s.下列說法正確的是( 。
A.警車從啟動到追上藏毒汽車所用的時間為20s
B.警車追趕藏毒汽車過程中的加速度大小為4m/s2
C.警車啟動后12.5s,兩車相距最遠(警車追上藏毒汽車前)
D.警車從啟動到追上藏毒汽車,最遠距離為300m

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

5.下列關于矢量和標量的說法,正確的是( 。
A.矢量是有大小又有方向的物理量B.標量是有大小有方向的物理量
C.速度、時間、加速度都是矢量D.質量、路程、速率都是標量

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6.下列說法正確的是( 。
A.m、kg、s是國際單位制的基本單位
B.重力的方向總是垂直地面向下
C.形狀規(guī)則的物體重心位置一定在其幾何中心上
D.伽利略最早指出力不是維持物體運動的原因

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