如图甲所示,在水平地面上固定一对与水平面倾角为的光滑平行导电轨道,轨道间的距离为l,两轨道底端的连线与轨道垂直,顶端接有电源。将一根质量为m的直导体棒放在两轨道上,且与两轨道垂直。已知通过导体棒的恒定电流大小为I,方向由a到b,图乙为图甲沿方向观察的平面图。若重力加速度为g,在轨道所在空间加一竖直向上的匀强磁场,使导体棒在轨道上保持静止。
(1)请在图乙所示的平面图中画出导体棒受力的示意图;
(2)求出磁场对导体棒的安培力的大小;
(3)如果改变导轨所在空间的磁场方向,试确定使导体棒在轨道上保持静止的匀强磁场磁感应强度B的最小值及其方向。
(1)请在图乙所示的平面图中画出导体棒受力的示意图;
(2)求出磁场对导体棒的安培力的大小;
(3)如果改变导轨所在空间的磁场方向,试确定使导体棒在轨道上保持静止的匀强磁场磁感应强度B的最小值及其方向。
21-22高二·全国·课时练习 查看更多[2]
更新时间:2022-08-14 22:12:24
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【推荐1】电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度,其原理可用来研制新武器和航天运载器。电磁轨道炮示意图如图所示。两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为l,电阻不计。炮弹可视为一质量为m、电阻为R的金属棒MN,垂直放在两导轨间处于静止状态,并与导轨良好接触。导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场(图中未画出),闭合开关,MN开始向右加速运动直到达到最大速度之后离开导轨。求:
(1)磁场的方向;
(2)MN刚开始运动瞬间加速度a的大小。
(1)磁场的方向;
(2)MN刚开始运动瞬间加速度a的大小。
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【推荐2】如图所示,水平放置的均匀导体棒长L=2.0m,将它置于竖直向上的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度B=0.50×10-4T,导体棒中通有如图向右方向的电流,电流强度I=10A.则:
①判断导体棒所受安培力方向是垂直纸面向里还是垂直纸面向外;
②此导体棒所受安培力F的大小为多少?
③如果将上述通电导体棒改为竖直方向放置,则它所受安培力大小为多少?
①判断导体棒所受安培力方向是垂直纸面向里还是垂直纸面向外;
②此导体棒所受安培力F的大小为多少?
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【推荐1】如图所示,在一光滑斜面上垂直纸面放置一根长为L,质量为m的直导体棒。已知斜面倾角为,导体棒内存在电流方向垂直纸面向里。
(1)当存在一水平向左、磁感应强度为B的匀强磁场,导体棒会向什么方向运动?
(2)在(1)条件下,求直导体棒所受安培力大小;
(3)欲使导体棒静止在斜面上,加一方向垂直斜面向上的匀强磁场。求此时磁感应强度大小。
(1)当存在一水平向左、磁感应强度为B的匀强磁场,导体棒会向什么方向运动?
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【推荐2】在倾角为α的光滑斜面上,置一通有电流为I、长为L、质量为m的导体棒,如图所示,试求:
(1)欲使棒静止在斜面上,外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值和方向;
(2)欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力,应加匀强磁场B的大小和方向 。
(1)欲使棒静止在斜面上,外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值和方向;
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【推荐3】如图所示,两平行金属导轨间的距离L=0.40m,金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°,在导轨所在平面内,分布着磁感应强度B=0.50T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E=4.5 V、内阻r=0.50Ω的直流电源,另一端接有电阻R=5.0 Ω。现把一个质量为m=0.040 kg的导体棒ab放在金属导轨上,导体棒静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好,与金属导轨接触的两点间的导体棒的电阻R0=5.0Ω,金属导轨电阻不计,g取10m/s2。已知sin 37°=0.60,cos 37°=0.80,求:
(1)导体所受的安培力大小;
(2)导体所受的摩擦力的大小和方向。
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(2)导体所受的摩擦力的大小和方向。
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