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如图,在匀强磁场中,单位长度质量为m0的“U型”金属导线可绕水平轴OO′转动,ab边长为L1,bc边长为L2。若导线中通以沿abcd方向的电流I,导线保持静止并与竖直方向夹角为θ,则磁场的磁感应强度至少为 ,此时方向为 。

沿ba方向向上

【解析】

试题分析:这是一个力矩平衡的问题,因为ab、cd电流方向相反,如果有安培力,则它们对OO′产生的力矩也会正好抵消,所以可以不考虑。当安培力的方向垂直于ab边向上时,安培力最小,磁感应强度最小,此时U型金属导线受力侧视图如下。由力矩平衡有

L2m0g·L1sin θ+2L1m0g·sin θ=BIL2·L1,解得B=

考点:安培力,力矩平衡

练习册系列答案
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(1)物块M竖直向下运动过程加速度的大小;

(2)物块m所受到的摩擦力大小

(3)物块m沿斜面运动的最大距离?(假设斜面足够长)

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C.匀加速向下运动 D.匀减速向下运动

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(8分)某同学在研究“一定质量气体体积不变时压强和温度关系”实验中,将气缸开口向上竖直放置在水平桌面上,在没有压强传感器的情况下,他将力传感器和活塞一起固定,测量活塞作用在传感器上沿竖直方向的力,如图A.所示。活塞的横截面积为S=15 cm2,大气压强p0=1.0×105 Pa,气缸质量M=0.75 kg。当缸内气体温度t1=27 ℃时,力传感器示数恰好为零,升高气体的温度,根据测得数据作了如图B.所示的F﹣T图,忽略摩擦,取g=10 m/s2。

(1)F<0表明传感器对活塞的作用力方向为_______;

(2)直线的斜率为______,t1温度时气体压强为______Pa;

(3)该同学又从t1开始降低温度直至t2=﹣10 ℃进行实验,且操作无误,试在图B.中作出t1至t2温度区间内的F﹣T图线,并在坐标轴上注明必要数据。

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如图A,用力F拉一质量为1 kg的小物块使其由静止开始向上运动,经过一段时间后撤去F。以地面为零势能面,物块的机械能随时间变化图线如图B.所示,已知2 s末拉力大小为10 N,不计空气阻力,取g=10 m/s2,则( )

A.力F做的功为50 J

B.1 s末力F的功率为25 W

C.2 s末物块的动能为25 J

D.落回地面时物块的动能为50 J

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特战队员在进行素质训练时,抓住一端固定在同一水平高度的不同位置的绳索,从高度一定的平台由水平状态无初速开始下摆,如图所示,在到达竖直状态时放开绳索,特战队员水平抛出直到落地。不计绳索质量和空气阻力,特战队员可看成质点。下列说法正确的是( )

A.绳索越长,特战队员落地时的水平位移越大

B.绳索越长,特战队员落地时的速度越大

C.绳索越长,特战队员落地时的水平方向速度越大

D.绳索越长,特战队员落地时的竖直方向速度越大

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(18分)如图所示,在坐标系xOy内有一半径为a的圆形区域,圆心坐标为O1(a,0),圆内分布有垂直纸面向里的匀强磁场。在直线y=a的上方和直线x=2a的左侧区域内,有一沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为E。一质量为m、电荷量为+q(q>0)的粒子以速度v从O点垂直于磁场方向射入,当速度方向沿x轴正方向时,粒子恰好从O1点正上方的A点射出磁场,不计粒子重力。

(1)求磁感应强度B的大小;

(2)粒子在第一象限内运动到最高点时的位置坐标;

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