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如图所示,在倾角θ=30°的斜面上,固定一金属框架,宽L=0.25m,接入电动势...

如图所示,在倾角θ=30°的斜面上,固定一金属框架,宽L=0.25m,接入电动势E=12V、内阻不计的电池.在框架上放有一根质量m=0.2kg的金属棒ab它与框架的动摩擦因数为μ=,整个装置放在磁感应强度B=0.8T、垂直框架向上的匀强磁场中.当调节滑动变阻器R的阻值在什么范围内时,可使金属棒静止在框架上?(框架与棒的电阻不计,g10m/s2

 

1.41Ω≤R≤8.16Ω   【解析】试题分析:根据左手定则可得安培力的方向沿斜面向上,当安培力过大时,则棒有上滑趋势,则静摩擦力沿斜面向下;当安培力过小时,则棒有下滑的趋势,则静摩擦力沿斜面向上,根据力的平衡条件可求出两种安培力的大小,从而确定滑动变阻器的电阻范围。 (1)当滑动变阻器R取值较大时,I较小,安培力F安较小,金属棒有沿框面下滑的趋势,金属棒所受静摩擦力沿框面向上,如图所示: 此时金属棒刚好不下滑,满足平衡条件: 此时的电流为: 带入数据解得: (2)当滑动变阻器R取值较小时,I较大,安培力F安较大,会使金属棒产生上滑的趋势,因此金属棒所受静摩擦力沿框面向下,受力如图所示: 此时金属棒刚好不上滑,满足平衡条件: 此时的电流为: 带入数据解得: 由上可得R的阻值范围为:
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如图所示,电阻不计的平行金属导轨MNOP放置在水平面内,MO间接有阻值为R=3Ω的电阻,导轨相距d=1m,其间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T.质量为m=0.1kg,电阻为r=1Ω的导体棒CD垂直于导轨放置,并接触良好.用平行于MN的恒力F=1N向右拉动CDCD受摩擦阻力f恒为0.5N.求:

1CD运动的最大速度;

2)当CD达到最大速度后,电阻R消耗的电功率.

 

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如图,灯泡D与电动机M中串联在一个稳压电源上,电源的输出电压为U=20V,灯泡D的电阻为RD=6Ω,电动机M线圈的电阻为RM=2Ω,与电动机并联的理想电压表读数为UM=14V.电动机的转轴的摩擦可忽略,求:

 
(1)通过灯泡的电流I=?
(2)电动机M线圈的发热功率PQ=?
(3)电动机M输出的机械功率P=?

 

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如图所示,足够长的U形导体框架的宽度l=0.5m,电阻忽略不计,其所在平面与水平面成θ=37°角,磁感应强度B=0.8T的匀强磁场方向垂直于导体框平面,一根质量m=0.2kg,有效电阻R=2Ω的导体棒MN垂直跨放在U形框架上,导体棒与框架间的动摩擦因数μ=0.5,导体棒由静止开始沿框架下滑到刚开始匀速运动,通过导体棒截面的电量共为Q=2C.求:

1)导体棒匀速运动的速度;

2)导体棒从开始下滑到刚开始匀速运动这一过程中,导体棒的电阻产生的焦耳热.(sin 37°=0.6cos 37°=0.8g=10m/s2

 

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如图所示,一带电微粒质量为m=2.0×10-11 kg、电荷量q=+1.0×10-5 C,从静止开始经电压为U1=100V的电场加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场中,微粒射出电场时的偏转角θ=60°,并接着沿半径方向进入一个垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域,微粒射出磁场时的偏转角也为θ=60°.已知偏转电场中金属板长L=10 cm,圆形匀强磁场的半径为R=10 cm,重力忽略不计.求:

1)带电微粒经加速电场后的速度大小;

2)两金属板间偏转电场的电场强度E的大小;

3)匀强磁场的磁感应强度B的大小.

 

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探究导体的电阻跟哪些因素有关的实验中,同学们提出了四种猜想.

猜想①:电阻可能与导体的材料有关;

猜想②:电阻可能与导体的温度有关;

猜想③:电阻可能与导体的长度有关;

猜想④:电阻可能与导体的横截面积有关.

如图所示,是同学们为了完成上述探究活动而准备的实验器材,已经完成了部分实物的连接.

(1)若电阻受温度的影响可以忽略,要探究猜想①,应该选用______两种合金丝进行实验;

(2)要探究猜想③,应该选用______两种合金丝进行实验.(填导线的字母代号a”、“b”、“c”、“d”)

 

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