精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
如图所示,两平行金属导轨间的距离L=0.40m,金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°,在导轨所在平面内,分布着磁感应强度B=0.50T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场.金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.50Ω的直流电源,另一端接有电阻R=5.0Ω.现把一个质量为m=0.040kg的导体棒ab放在金属导轨上,导体棒静止.导体棒与金属导轨垂直、且接触良好,与金属导轨接触的两点间的导体棒的电阻R0=5.0Ω,金属导轨电阻不计,g取10m/s2.已知sin37°=0.60,cos37°=0.80,求:
(1)导体棒受到的安培力大小;
(2)导体棒受到的摩擦力.
分析:(1)ab棒与电阻R并联,求出并联电阻,由欧姆定律求出干路电流I,并求出流过ab棒的电流,由安培力公式F=BIL求解安培力.
(2)导体棒受到重力、安培力、导轨的支持力和静摩擦力,根据平衡条件求出导体棒受到的摩擦力.
解答:解:(1)由欧姆定律得I=
E
1
2
R0+r
=
4.5
2.5+0.5
A=1.5A

        导体棒中电流I1=
1
2
I

       导体棒受到的安培力大小F=BI1L=0.5×0.75×0.4N=0.15N
     (2)假设导体棒受到的摩擦力沿导轨向上.       
       根据左手定则,导体棒受到的安培力沿导轨向上.
       则由平衡条件得:F+f=mgsinθ
          得到f=mgsinθ-F=0.09N,沿斜面向上
答:(1)导体棒受到的安培力大小为0.15N;
    (2)导体棒受到的摩擦力大小为0.09N,方向沿斜面向上.
点评:本题属于导体在磁场中平衡的问题,是安培力与力学知识的综合,按照力平衡的解题思路求解,分析受力是关键.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,两平行金属板间有一匀强电场,板长为L,板间距离为d,在 板右端L处有一竖直放置的光屏M,一带电荷量为q,质量为m的质点从两板中央射入板间,最后垂直打在M屏上,则下列结论正确的是(  )

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,两平行金属板中有相互垂直的匀强电场和匀强磁场,带正电的粒子(不计粒子的重力)从两板中央垂直电场、磁场入射.它在金属板间运动的轨迹为水平直线,如图中虚线所示.若使粒子飞越金属板间的过程中向上板偏移,则可以采取下列的正确措施为(  )

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,两平行金属板的间距等于极板的长度,现有重力不计的正离子束以相同的初速度v0平行于两板从两板正中间射入.第一次在两极板间加恒定电压,建立场强为E的匀强电场,则正离子束刚好从上极板边缘飞出.第二次撤去电场,在两板间建立磁感应强度为B、方向垂直于纸面的匀强磁场,正离子束刚好从下极板边缘飞出,则E和B的大小之比为(  )

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,两平行金属板间电场是匀强电场,场强大小为1.0×104V/m,A、B两板相距1cm,C点与A相距0.4cm,若B接地,则A、C间电势差UAC=
40V
40V
,将带电量为-1.0×10-12C的点电荷置于C点,其电势能为
-6×10-11J
-6×10-11J

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,两平行金属板水平放置,开始开关S合上使平行板电容器带电.板间存在垂直纸面向里的匀强磁场.一个不计重力的带电粒子恰能以水平向右的速度沿直线通过两板.在以下方法中,能使带电粒子仍沿水平直线通过两板的是(  )
A、把两板间距离减小一半,同时把粒子速率增加一倍B、把两板的距离增大一倍,同时把板间的磁感应强度增大一倍C、把开关S断开,两板的距离增大一倍,同时把板间的磁感应强度减为一半D、把开关S断开,两板的距离减小一半,同时把粒子速率减小一半

查看答案和解析>>

同步练习册答案