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如圖11甲所示，在水平地面上固定一對與水平面傾角為α的光滑平行導電軌道，軌道間的距離為l，兩軌道底端的連線與軌道垂直，頂端接有電源。將一根質量為m的直導體棒ab放在兩軌道上，且與兩軌道垂直。已知軌道和導體棒的電阻及電源的內電阻均不能忽略，通過導體棒的恒定電流大小為I，方向由a到b，圖11乙為圖甲沿a→b方向觀察的平面圖。若重力加速度為g，在軌道所在空間加一豎直向上的勻強磁場，使導體棒在軌道上保持靜止。

（1）請在圖11乙所示的平面圖中畫出導體棒受力的示意圖；

（2）求出磁場對導體棒的安培力的大�。�

（3）如果改變導軌所在空間的磁場方向，試確定使導體棒在軌道上保持靜止的勻強磁場磁感應強度B的最小值的大小和方向。

（1）如圖答-2所示………………（3分）

（2）根據共點力平衡條件可知，磁場對導體棒的安培力的大小

F=mgtanα………………（2分）

（3）要使磁感應強度最小，則要求安培力最小。根據受力情況可知，最小安培力

Fmin=mgsinα，方向平行于軌道斜向上……………（1分）

所以最小磁感應強度Bmin==……………（1分）

根據左手定則可判斷出，此時的磁感應強度的方向為垂直軌道平面斜向上。…（1分）

 


練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

現已離不開電視、手機等電子產品，但這些產品生產過程中會產生含多種重金屬離子的廢水，這些廢水是否達標也引起了人們的關注．某同學想測出學校附近一工廠排出廢水的電阻率，以判斷廢水是否達到排放標準（一般工業廢水電阻率的達標值為ρ≥200Ω?m）．圖甲為該同學所用盛水容器，其左、右兩側面為帶有接線柱的金屬薄板（電阻極�。溆嗨拿嬗山^緣材料制成，容器內部長a=40cm，寬b=20cm，高c=10cm．他將水樣注滿容器后，進行以下操作：
（1）他先后用多用電表歐姆檔的“×1k”、“×100”兩個檔位粗測水樣的電阻值時，表盤上指針如圖乙中所示，則所測水樣的電阻約為
1800
1800
Ω．
（2）他從實驗室中找到如下實驗器材更精確地測量所取水樣的電阻
A．電流表（量程5mA，電阻RA=800Ω）
B．電壓表（量程15V，電阻RV約為10.0kΩ）
C．滑動變阻器（0～20Ω，額定電流1A）
D．電源（12V，內阻約10Ω）
E．開關一只、導線若干
請用筆線代替導線幫他在圖丙中完成電路連接．

（3）正確連接電路后，這位同學閉合開關，測得一組U、I數據；再調節滑動變阻器，重復上述測量得出一系列數據如下表所示，請你在圖丁的坐標系中作出U-I關系圖線．
U/V 2.0 3.8 6.8 8.0 10.2 11.6
I/mA 0.73 1.36 2.20 2.89 3.66 4.15
（4）由以上測量數據可以求出待測水樣的電阻率為
136
136
Ω?m．據此可知，所測水樣在電阻率這一指標上
不達標
不達標
（選填“達標”或“不達標”）．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

現已離不開電視、手機等電子產品，但這些產品生產過程中會產生含多種重金屬離子的廢水，這些廢水是否達標也引起了人們的關注．某同學想測出學校附近一工廠排出廢水的電阻率，以判斷廢水是否達到排放標準（一般工業廢水電阻率的達標值為ρ≥200Ω?m）．圖甲為該同學所用盛水容器，其左、右兩側面為帶有接線柱的金屬薄板（電阻極小），其余四面由絕緣材料制成，容器內部長a=40cm，寬b=20cm，高c=10cm．他將水樣注滿容器后，進行以下操作：

（1）他先后用多用電表歐姆檔的“×1k”、“×100”兩個檔位粗測水樣的電阻值時，表盤上指針如圖乙中所示，則所測水樣的電阻約為
1800
1800
Ω．
（2）他從實驗室中找到如下實驗器材更精確地測量所取水樣的電阻：
A．電流表（量程5mA，電阻RA=800Ω）
B．電壓表（量程15V，電阻RV約為10.0kΩ）
C．滑動變阻器（0～20Ω，額定電流1A）
D．電源（12V，內阻約10Ω）
E．開關一只、導線若干
請用筆線代替導線幫他在圖丙中完成電路連接．
（3）正確連接電路后，這位同學閉合開關，測得一組U、I數據；再調節滑動變阻器，重復上述測量得出一系列數據如下表所示，請你在圖丁的坐標系中作出U-I關系圖線．
U/V 2.0 3.8 6.8 8.0 10.2 11.6
I/mA 0.73 1.36 2.20 2.89 3.66 4.15
（4）由以上測量數據可以求出待測水樣的電阻率為
136
136
Ω?m．據此可知，所測水樣在電阻率這一指標上
不達標
不達標
（選填“達標”或“不達標”）．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（8分）

   （1）如圖10甲所示，某同學將一端固定有滑輪的長木板水平放置在桌面上，利用鉤碼通過細繩水平拉小車，讓小車從靜止開始運動，利用打點計時器在紙帶上記錄小車的運動情況。如圖10乙所示，其中O點為紙帶上記錄到的第一點，A、B、C是該同學在紙帶上所取的一些點。已知打點計時器所用交流電源的頻率為50 Hz（打點計時器每隔0．02 s打一個點），利用圖中給出的數據，算出打點計時器打下B點時小車的速度大小vB=_____m/s，小車運動過程中的加速度大小a=_____m/s2。（結果均保留3位有效數字）

   （2）某同學在探究摩擦力的實驗中采用了如右圖11所示的操作，將一個長方體木塊放在水平桌面上，然后用一個力傳感器對木塊施加一個水平拉力F，并用另外一個傳感器對木塊的運動狀態進行監測，表中是記錄的實驗數據。木塊的重力為10．00 N，重力加速度g=9．80 m/s2，根據表格中的數據回答下列問題（答案保留3位有效數字）：木塊與桌面間的最大靜摩擦力fm一定不小于__  _   N；木塊勻加速運動時受到的摩擦力f = _______N。

 

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科目：高中物理 來源：2010年河南省許昌市四校高三上學期第一次聯考物理試題 題型：實驗題

（8分）

   （1）如圖10甲所示，某同學將一端固定有滑輪的長木板水平放置在桌面上，利用鉤碼通過細繩水平拉小車，讓小車從靜止開始運動，利用打點計時器在紙帶上記錄小車的運動情況。如圖10乙所示，其中O點為紙帶上記錄到的第一點，A、B、C是該同學在紙帶上所取的一些點。已知打點計時器所用交流電源的頻率為50 Hz（打點計時器每隔0．02 s打一個點），利用圖中給出的數據，算出打點計時器打下B點時小車的速度大小vB=_____m/s，小車運動過程中的加速度大小a=_____m/s2。（結果均保留3位有效數字）

   （2）某同學在探究摩擦力的實驗中采用了如右圖11所示的操作，將一個長方體木塊放在水平桌面上，然后用一個力傳感器對木塊施加一個水平拉力F，并用另外一個傳感器對木塊的運動狀態進行監測，表中是記錄的實驗數據。木塊的重力為10．00 N，重力加速度g=9．80 m/s2，根據表格中的數據回答下列問題（答案保留3位有效數字）：木塊與桌面間的最大靜摩擦力fm一定不小于__  _   N；木塊勻加速運動時受到的摩擦力f = _______N。

 

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科目：高中物理 來源： 題型：

   （1）如圖10甲所示，某同學將一端固定有滑輪的長木板水平放置在桌面上，利用鉤碼通過細繩水平拉小車，讓小車從靜止開始運動，利用打點計時器在紙帶上記錄小車的運動情況。如圖10乙所示，其中O點為紙帶上記錄到的第一點，A、B、C是該同學在紙帶上所取的一些點。已知打點計時器所用交流電源的頻率為50 Hz（打點計時器每隔0．02 s打一個點），利用圖中給出的數據，算出打點計時器打下B點時小車的速度大小vB=_____m/s，小車運動過程中的加速度大小a=_____m/s2。（結果均保留3位有效數字）

   （2）某同學在探究摩擦力的實驗中采用了如右圖11所示的操作，將一個長方體木塊放在水平桌面上，然后用一個力傳感器對木塊施加一個水平拉力F，并用另外一個傳感器對木塊的運動狀態進行監測，表中是記錄的實驗數據。木塊的重力為10．00 N，重力加速度g=9．80 m/s2，根據表格中的數據回答下列問題（答案保留3位有效數字）：木塊與桌面間的最大靜摩擦力fm一定不小于__  _   N；木塊勻加速運動時受到的摩擦力f = _______N。

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