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如图所示,电源电动势E=2 V,r=0.5 Ω,竖直导轨宽L=0.2 m,导轨电...

如图所示,电源电动势E2 Vr0.5 Ω,竖直导轨宽L0.2 m,导轨电阻不计.另有一金属棒ab,质量m0.1 kg,电阻R0.5 Ω,它与轨道间的动摩擦因数μ0.4,金属棒靠在导轨的外面.为使金属棒静止不下滑,施加一个与纸面夹角为30°且方向向里的匀强磁场,g10 m/s2.求:

(1)磁场的方向;

(2)磁感应强度B的取值范围.

 

(1)磁场的方向为与纸面成30°角指向纸里斜向下.(2)3.2 T<B<16.3 T 【解析】(1)画出由a→b的侧视图,并对棒ab受力分析,经分析知磁场的方向为与纸面成30°角指向纸里斜向下. (2)当ab棒有向下滑的趋势时,受摩擦力向上为f,则: , , 联立四式并代入数值得. 当ab棒有向上滑的趋势时,受摩擦力向下为,则: , 可解得 所以若保持金属静止不滑,磁场应满足: 思路分析:对ab棒进行受力分析,因为当ab棒有向下滑的趋势时,受摩擦力向上为f,当ab棒有向上滑的趋势时,受摩擦力向下,结合力的平衡条件分析解题
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考点分析:
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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6×102kg的通电直导线,电流I=1A,方向垂直纸面向外,导线用平行于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?(g10m/s2)

 

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如图所示,PQMN为水平、平行放置的金属导轨,相距1 m,导体棒ab跨放在导轨上,导体棒的质量m0.2 kg,导体棒的中点用细绳经滑轮与物体相连,物体质量M0.3 kg,导体棒与导轨间的动摩擦因数μ0.5.匀强磁场的磁感应强度B2 T,方向竖直向下,为了使物体匀速上升,应在导体棒中通入多大的电流?方向如何?

 

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如图所示,质量为m,长为L,通有电流为I的导体棒ab静止在水平导轨上,匀强磁场磁感应强度为B,其方向与导轨平面成α角斜向上且和棒ab垂直,ab处于静止状态,则ab受到的摩擦力大小为________,方向为________,受到的支持力为________

 

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如图所示,一根通电的直导线放在倾斜的粗糙导轨上,置于图示方向的匀强磁场中,处于静止状态.现增大电流,导体棒仍静止,则在增大电流过程中,导体棒受到的摩擦力的大小变化情况可能是(  )

A. 一直增大    B. 先减小后增大

C. 先增大后减小    D. 始终为零

 

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通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内,电流方向如图所示,ab边与MN平行.关于MN的磁场对线框的作用,下列叙述正确的是(  )

A. 线框有两条边所受的安培力方向相同

B. 线框有两条边所受的安培力大小相同

C. 线框所受安培力的合力向左

D. 线框将绕MN转动

 

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