[题目]如图所示.在水平地面上固定一对与水平面夹角为α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ab放在两轨道上.且与两轨道垂直．已知轨道和导体棒的电阻及电源的内电阻均不能忽略.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a→b方向观察的平面图．若重力加速度为g.在� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】如图所示，在水平地面上固定一对与水平面夹角为α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ab放在两轨道上，且与两轨道垂直．已知轨道和导体棒的电阻及电源的内电阻均不能忽略，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a→b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的最小值的大小和方向．

【答案】（1）如图所示；（2）mgtanα（3）mgsinα/Il；方向为垂直轨道平面斜向上

【解析】试题分析：⑴如图所示

⑵根据共点力平衡条件可知，磁场对导体棒的安培力的大小F = mgtanα

⑶要使磁感应强度最小，则要求安培力最小．

根据受力情况可知，最小安培力Fmin= mgsinα，方向平行于轨道斜向上，

所以最小磁感应强度Bmin= Fmin/Il = mgsinα/Il；

根据左手定则可判断出，磁感应强度的方向为垂直轨道平面斜向上．

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(1)该打点计时器打点的时间间隔为________ s

(2)由以上数据计算打点计时器在打C点时，物体的即时速度vC是________m/s；

(3)计算该物体的加速度a为__________m/s2；

(4)纸带上的A点所对应的物体的即时速度vA=________m/s；

(5)如果当时电网中交变电流的频率是f=49Hz，而做实验的同学并不知道，那么由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏________（填“大”或“小”）．

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