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如图8所示,MN是一根长为l=10 cm,质量m=50 g的金属棒,用两根长度也为l的细软导线将导体棒MN水平吊起,使导体棒处在B T的竖直向上的匀强磁场中,未通电流时,细导线在竖直方向,通入恒定电流后,金属棒向外偏转的最大偏角θ=37°,求金属棒中恒定电流的大小。

图8


解析:金属棒向外偏转的过程中,受重力mg、导线拉力FT、安培力F共三个力的作用,其中导线的拉力不做功,由动能定理得:WFWG=0

其中WFFlsin θBIl2sin θ

WG=-mgl(1-cos θ)

金属棒中的电流为I

解得:I=5 A

答案:5 A


练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:


如图(a)为一研究电磁感应的实验装置示意图,其中电流传感器(电阻不计)能将各时刻的电流数据实时通过数据采集器传输给计算机,经计算机处理后在屏幕上同步显示出I-t图像。平行且足够长的光滑金属轨道的电阻忽略不计,导轨平面与水平方向夹角θ=30°。轨道上端连接一阻值R=1.0Ω的定值电阻,金属杆MN的电阻r=0.5Ω,质量m=0.2kg,杆长L=1m跨接在两导轨上。在轨道区域加一垂直轨道平面向下的匀强磁场,闭合开关s,让金属杆MN从图示位置由静止开始释放,其始终与轨道垂直且接触良好。此后计算机屏幕上显示出如图(b)所示的,I-t图像(g取10m/s2),求:

(1)匀强磁场的磁感应强度B的大小和在t=0.5s时电阻R的热功率;

(2)估算0~1.2s内通过电阻R的电荷量及在R上产生的焦耳热;

(3)若在2.0s时刻断开开关S,请定性分析金属杆MN 0~4.0s末的运动情况;并在图(c)中定性画出金属杆MN 0~4.0s末的速度随时间的变化图像。

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在如图2所示电路中,AB为粗细均匀、长为L的电阻丝,以AB上各点相对A点的电压为纵坐标,各点离A点的距离x为横坐标,则Ux变化的图线应为(  )

图2

图3

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科目:高中物理 来源: 题型:


如图7所示,电源的电动势和内阻分别为ErR0r,滑动变阻器的滑片Pab缓慢移动,则在此过程中(  )

图7

A.电压表V1的示数一直增大

B.电压表V2的示数先增大后减小

C.电源的总功率先减小后增大

D.电源的输出功率先减小后增大

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如图3,通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面,位置靠近ab且相互绝缘。当MN中电流突然减小时,线圈所受安培力的合力方向(  )

图3

A.向左

B.向右

C.垂直纸面向外

D.垂直纸面向里

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两个质量相同、所带电荷量相等的带电粒子ab,以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入圆形匀强磁场区域,其运动轨迹如图4。若不计粒子的重力,则下列说法正确的是(  )

图4

A.a粒子带正电,b粒子带负电

B.a粒子在磁场中所受洛伦兹力较大

C.b粒子动能较大

D.b粒子在磁场中运动时间较长

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如图11所示,在平面直角坐标系xOy的第四象限有垂直纸面向里的匀强磁场,一质量为m=5.0×108 kg、电量为q=1.0×106 C的带电粒子。从静止开始经U0=10 V的电压加速后,从P点沿图示方向进入磁场,已知OP=30 cm,(粒子重力不计,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8),求:

图11

(1)带电粒子到达P点时速度v的大小;

(2)若磁感应强度B=2.0 T,粒子从x轴上的Q点离开磁场,求OQ的距离;

(3)若粒子不能进入x轴上方,求磁感应强度B′满足的条件。

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物理课上,老师做了一个奇妙的“跳环实验”。如图3,她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后,将一金属套环置于线圈L上,且使铁芯穿过套环。闭合开关S的瞬间,套环立刻跳起。某同学另找来器材再探究此实验。他连接好电路,经重复试验,线圈上的套环均未动。对比老师演示的实验,下列四个选项中,导致套环未动的原因可能是(  )

图3

A.线圈接在了直流电源上

B.电源电压过高

C.所选线圈的匝数过多

D.所用套环的材料与老师的不同

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如图所示,车厢里悬挂着两个质量不同的小球,上面的球比下面的球质量大,当车厢向右作匀加速运动(空气阻力不计)时,下列各图中正确的是(      )

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