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如图所示,电源电动势E=2 V,内电阻r=0.5 Ω,竖直导轨电阻可忽略,金属棒...

如图所示,电源电动势E=2 V,内电阻r=0.5 Ω,竖直导轨电阻可忽略,金属棒的质量m=0.1 kg,电阻R=0.5 Ω,它与导轨的动摩擦因数μ=0.4, 有效长度为L=0.2 m,为了使金属棒能够靠在导轨外面静止不动,我们施一与纸面成30°角向里且与金属棒垂直的磁场,问磁场方向是斜向上还是斜向下?磁感应强度B的范围是多大?(g=10 m/s2)

 

斜向下 3 T≤B≤16.3 T 【解析】以静止的金属棒为研究对象,其侧视的受力分析如图所示. 若摩擦力方向向上,则 B1ILsin30°+μB1ILcos30°=mg. 若摩擦力方向向下,则 B2ILsin30°-μB2ILcos30°=mg, 其中电流I=E/(R+r) 代入数据得:B1=3 T,B2=16.3 T, 故所求磁感应强度的范围是 3 T≤B≤16.3 T; 根据左手定则可知其方向应斜向下.
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考点分析:
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如图所示,PQEF为水平放置的平行金属导轨,间距为l=1.0 m,导体棒ab跨放在导轨上,棒的质量为m=20 g,棒的中点用细绳经轻滑轮与物体c相连,物体c的质量M=30 g.在垂直导轨平面方向存在磁感应强度B=0.2 T的匀强磁场,磁场方向竖直向上,重力加速度g取10 m/s2.若导轨是粗糙的,且导体棒与导轨间的最大静摩擦力为导体棒ab重力的0.5倍,若要保持物体c静止不动,应该在棒中通入多大的电流?电流的方向如何?

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(2011年绍兴一中高三月考)如图所示,光滑的金属轨道分水平段和圆弧段两部分,O点为圆弧的圆心.两金属轨道之间的宽度为0.5 m,匀强磁场方向如图,大小为0.5 T.质量为0.05 kg、长为0.5 m的金属细杆置于金属轨道上的M点.当在金属细杆内通以电流强度为2 A的恒定电流时,金属细杆可以沿杆向右由静止开始运动.已知MNOP=1 m,则(  )

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A.金属细杆开始运动的加速度为5 m/s2

B.金属细杆运动到P点时的速度大小为5 m/s

C.金属细杆运动到P点时的向心加速度大小为10 m/s2

D.金属细杆运动到P点时对每一条轨道的作用力大小为0.75 N

 

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如图所示,在倾角为α的光滑斜面上,垂直斜面放置一根长为L、质量为m的直导线,当通以电流I时,欲使导线静止在斜面上,外加匀强磁场B的大小和方向可能是(  )

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A.Bmgtanα/(IL),方向垂直斜面向上

B.Bmgsinα/(IL),方向垂直斜面向下

C.Bmgtanα/(IL),方向竖直向上

D.Bmg/(IL),方向水平向右

 

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如图所示,平行于纸面水平向右的匀强磁场,磁感应强度B1=1 T.位于纸面内的细直导线,长L=1 m,通有I=1 A的恒定电流.当导线与B1成60°夹角时,发现其受到的安培力为零.则该区域同时存在的另一匀强磁场的磁感应强度B2的大小可能为(  )

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A. 6ec8aac122bd4f6e T                            B. 6ec8aac122bd4f6e T

C.1 T                                                    D. 6ec8aac122bd4f6e T

 

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(2011年北京海淀区期末测试)有两根长直导线ab互相平行放置,如图所示为垂直于导线的截面图.在下图所示的平面内,O点为两根导线连线的中点,MN为两导线附近的两点,它们在两导线连线的中垂线上,且与O点的距离相等.若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流I,则关于线段MN上各点的磁感应强度,下列说法中正确的是(  )

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A.M点和N点的磁感应强度大小相等,方向相同

B.M点和N点的磁感应强度大小相等,方向相反

C.在线段MN上各点的磁感应强度都不可能为零

D.在线段MN上只有一点的磁感应强度为零

 

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