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【题目】如图所示,在倾角为θ的斜面上,固定有间距为l的平行金属导轨,现在导轨上,垂直导轨放置一质量为m的金属棒ab,整个装置处于垂直导轨平面斜向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为B,导轨与电动势为E,内阻为r的电源连接,金属棒ab与导轨间的动摩擦因数为μμtanθ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,金属棒和导轨电阻不计,现闭合开关S,发现滑动变阻器接入电路阻值为0时,金属棒不能静止。

1)判断金属棒所受的安培力方向;

2)求使金属棒在导轨上保持静止时滑动变阻器接入电路的最小阻值R1和最大阻值R2.

【答案】1)由左手定则可判断金属棒所受安培力的方向平行于斜面向上(2

【解析】

1)由左手定则可判断金属棒所受安培力的方向平行于斜面向上

2)当R最小时,金属棒所受安培力为最大值F1,所受的摩擦力为最大静摩擦力,方向平行斜面向下,则由平衡条件得

FN1mgcosθ

F1mgsinθfmax

fmaxμFN1

由闭合电路欧姆定律有:

安培力F1=BI1l

联立以上各式解得滑动变阻器R的最小值为

R最大时,金属棒所受安培力为最小值F2,所受的摩擦力为最大静摩擦力,方向平行斜面向上,同理可得F2mgsinθ-μmgcosθ

由闭合电路欧姆定律有,,安培力F2=BIl

联立以上各式解得滑动变阻器R的最大值为

练习册系列答案
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【题目】如图所示,边长为L.总电阻为R的粗细均匀的正方形导线框abcd放置在光滑水平桌面上,其cd边右侧紧邻磁感应强度为B、宽度为2L的有界匀强磁场。现使线框以速度vo匀速通过磁场区域,设刚进入磁场时口、两点间的电势差为u0,线框所受安培力大小为Fo。从开始进入到完全离开磁场的过程中,下列图线能反映线框口、两点间的电势差Uab和线框所受安培力F(取向右为正)随时间变化规律的是

A.

B.

C.

D.

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【题目】两个质量相差悬殊的天体(如地球和月球)所在同一平面上有5个特殊点,如图中的L1L2L3L4L5所示,人们称之为拉格朗日点。若飞行器位于这些点上,会在地球和月球共同引力作用下,几乎不消耗燃料而保持与月球同步绕地球做圆周运动。201913日,嫦娥四号成功着陆在月球背面,而它的探测器定点于L2点,下列说法正确的是

A. 探测器在L2点处于平衡状态

B. 探测器在L2点所受地球和月球引力的合力比在L1点小

C. 探测器与月球绕地球做圆周运动的周期之比等于它们的轨道半径之比

D. 探测器与月球绕地球做圆周运动的线速度之比等于它们的轨道半径之比

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【题目】如图所示是一火警报警器的部分电路示意图,其中R3为用半导体热敏材料制成的传感器(温度越高,热敏电阻阻值越小)。值班室的显示器为电路中的电流表,ab之间接报警器。当传感器R3所在处出现火情时,显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是( )

A. I变大,U变大 B. I变大,U变小

C. I变小,U变小 D. I变小,U变大

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【题目】如图所示,空间存在着一个范围足够大的竖直向下的匀强磁场,磁场的磁感强度大小为B;边长为L的正方形金属框abcd(简称方框)放在光滑的水平地面上,其外侧套着一个与方框边长相同的U型金属框架MNPQ(仅有MNNQQP三条边,简称U型框)U型框的MP端的两个触点与方框接触良好且无摩擦,其它地方没有接触。两个金属框每条边的质量均为m,每条边的电阻均为r

(1)若方框固定不动,U型框以速度v0垂直NQ边向右匀速运动,当U型框的接触点MP端滑至方框的最右侧时,如图乙所示,求:U型框上NQ两端的电势差UNQ

(2)若方框不固定,给U型框垂直NQ边向右的水平初速度v0U型框恰好不能与方框分离求:方框最后的速度v1和此过程流过U型框上NQ边的电量q

(3)若方框不固定,给U型框垂直NQ边向右的初速度v(v>v0),在U型框与方框分离后,经过t时间,方框的最右侧和U型框的最左侧之间的距离为s。求:分离时U型框的速度大小v1和方框的速度大小v2

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【题目】如图所示为一种测量粉末状物质实际体积的装置,其中A容器的容积为VA=300cm3k是连通大气的阀门,C为一水银槽,通过橡皮管与容器B相通,连通AB的管道很细,其容积可忽略。下面是测量某种粉末体积的操作过程:①打开K移动C,使B中水银面降低到与标记M相平;②关闭K,缓慢提升C,使B中水银面升到与标记N相平,量出C的水银面比标记Nh1=25cm;③打开K,装入待测粉末,移动C使B内水银面降到M标记处;④关闭K,提升C使B内水银面升到与N标记相平,量出C中水银面比标记Nh2=75cm;⑤从气压计上读得当时大气压为p0=75cmHg.试根据以上数据求:

i)标记MN之间B容器体积;

iiA中待测粉末的实际体积(设整个过程中温度不变)。

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【题目】如图所示,真空中平行玻璃砖折射率为,下表面镀有反射膜,一束单色光与界面成θ = 45°角斜射到玻璃砖表面上,最后在玻璃砖的右侧面竖直光屏上出现了两个光点AB,相距h = 2.0 cm.已知光在真空中的传播速度c = 3.0×108 m/s.求:

i)该单色光射入玻璃砖的折射角;

ii)玻璃砖的厚度d.

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D.电阻箱R0-999.9Ω);

E.滑动变阻器R10-10Ω;允许最大的最大电流为5A

F.电源电动势15V;内阻不计;开关S一个,导线若干.

为了保护小灯泡不被烧毁,且尽量多测几组数据,请完成以下填空:

(1)画出测量的原理图________

(2)若要测量灯泡正常工作时的电阻,请用电表读数表示灯泡电阻的表达式:_____

(3)用次方法测量出的电阻与真实值比较,二者的大小关系是_____

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