如图所示,PQ和MN为水平平行放置的金属导轨,相距L=1m.PM间接有一个电动势为E=6V,内阻r=1Ω的电源和一只滑动变阻器.导体棒ab跨放在导轨上,棒的质量为m=0.2kg,棒的中点用细绳经定滑轮与物体相连,物体的质量M=0.3kg.棒与导轨的动摩擦因数为μ=0.5,匀强磁场的磁感应强度B=2T,方向竖直向下,求为使物体保持静止,滑动变阻器连入电路的阻值为多大?设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,导轨与棒的电阻不计.(g取10m/s2)
如图所示,质量为0.05kg,长l=0.1m的铜棒,用长度也为l的两根轻软导线水平悬挂在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B=0.5T.不通电时,轻线在竖直方向,通入恒定电流后,棒向外偏转的最大角度θ=37°,求此棒中恒定电流多大?(不考虑棒摆动过程中产生的感应电流,g取10N/kg)
同学甲的解法如下:对铜棒受力分析如图所示:
当最大偏转角θ=37°时,棒受力平衡,有:
FTcosθ=mg,FTsinθ=F安=BIl
得I==A=7.5A
同学乙的解法如下:
F安做功:WF=Fx1=BIlsin37°×lsin37°=BI(lsin37°)2
重力做功:
WG=-mgx2=-mgl(1-cos37°)
由动能定理得:WF+WG=0
代入数据解得:I=A≈5.56A
请你对甲、乙两同学的解法作出评价:若你对两者都不支持,则给出你认为正确的解答.
如图所示,在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4m,质量为6×10-2kg的通电直导线,电流强度I=1A,方向垂直于纸面向外,导线用平行斜面的轻绳拴住不动,整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4T,方向竖直向上的磁场中.设t=0时,B=0,则需要多长时间,斜面对导线的支持力为零?(g取10m/s2)
某兴趣小组在研究长直导线周围的磁场时,为增大电流,用多根导线捆在一起代替长直导线,不断改变多根导线中的总电流和测试点与直导线的距离r,测得下表所示数据:
I/AB/Tr/m |
5.0 |
10.0 |
20.0 |
0.020 |
4.98×10-5 |
10.32×10-5 |
19.73×10-5 |
0.040 |
2.54×10-5 |
5.12×10-5 |
9.95×10-5 |
0.060 |
1.63×10-5 |
3.28×10-5 |
6.72×10-5 |
0.080 |
1.28×10-5 |
2.57×10-5 |
5.03×10-5 |
由上述数据可得出磁感应强度B与电流I及距离r的关系式为B=______T.(要求估算出比例系数,用等式表示)
.(2009·广东模拟)如图所示,水平放置的扁平条形磁铁,在磁铁的左端正上方有一金属线框,线框平面与磁铁垂直,当线框从左端正上方沿水平方向平移到右端正上方的过程中,穿过它的磁通量的变化情况是 ( )
A.先减小后增大 B.始终减小
C.始终增大 D.先增大后减小
(2009·合肥一中二模)在匀强磁场中有一用相同材料制成的导体框abc,b为半圆弧的顶点.磁场方向垂直于导体框平面向里,在ac两端接一直流电源,如图所示,则( )
A.导体框abc所受安培力的合力为零
B.导体框abc所受安培力的合力垂直于ac向上
C.导体框abc所受安培力的合力垂直于ac向下
D.导体框abc的圆弧段所受安培力为零