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倾角为α的导电轨道间接有电源,轨道上静止放有一根金属杆ab.现垂直轨道平面向上加一匀强磁场,如图所示,当磁感应强度B逐渐增加的过程中,ab杆受到的静摩擦力

A.

逐渐增大

B.

逐渐减小

C.

先增大后减小

D.

先减小后增大

答案:D
解析:

金属杆ab受重力mg、轨道支持力FN、安培力ILB、静摩擦力f四个力作用,如图所示(图中未画出静摩擦力f).开始时,安培力为零,静摩擦力沿斜面向上,大小等于mgsinα,当安培力逐渐增大时,有mgsinα=ILB+f,静摩擦力先减小,当mgsinα=ILB时,静摩擦力减为零;安培力继续增大时,静摩擦力方向反向,沿斜面向下,有mgsinα+f=ILB,静摩擦力又会逐渐增大.故正确选项为D.


练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图甲所示,在水平地面上固定一对与水平面倾角为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)求出磁场对导体棒的安培力的大小;
(2)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.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图甲所示,在水平地面上固定一对与水平面倾角为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11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11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.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图2-3-11所示,两根平行放置的导电轨道,间距为L,倾角为θ,轨道间接有电动势为E(内阻不计)的电源.先将一根质量为m、电阻为R的金属棒ab与轨道垂直放于导电轨道上,轨道间的摩擦和电阻不计.要使ab棒静止,所加匀强磁场的磁感应强度至少多大?方向怎样?

图2-3-11

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图2-3-22所示,两根平行放置的导电轨道,间距为L,倾角为θ,轨道间接有电动势为E(内阻不计)的电源,先将一根质量为m,电阻为R的金属棒ab与轨道垂直放于导电轨道上,轨道间的摩擦和电阻均不计,要使ab棒静止,所加匀强磁场的磁感应强度至少多大?什么方向????

图2-3-22

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科目:高中物理 来源:2012届度北京市海淀区高三上学期期末考试物理卷 题型:计算题

如图甲所示,在水平地面上固定一对与水平面倾角为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11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。

 

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