题目内容

【题目】如图所示，两根无电阻导轨与水平面成θ=370角放置，两导轨间距离为d=0.5m，在导轨上垂直于导轨水平放一根质量m=0.2kg、长度略大于d、电阻R=4Ω的均匀金属杆，导轨下端与一个内阻r=1Ω电动势未知的电源两极相连，杆与导轨间最大静摩擦力N.当导轨间有竖直向上、磁感应强度为B=2T的匀强磁场时，杆与导轨间刚好无摩擦力.求：

（1）电源的电动势E.

（2）若将磁场改为垂直于导轨平面向下，要保证金属杆刚好不向下滑动，磁感应强度的大小不得超过多少？（g=10m/s2, sin37°="0.6," cos37°=0.8）

【答案】 （1）7.5V（2）0.4T

【解析】

（1）棒在三个力作用下平衡，其中安培力F1方向水平向右（如图1所示）.

且安培力大小F1=Bid

由平衡条件得F1cos37°=mg sin37°

带入数据解得回路中电流I=1.5A

电源的电动势E=I（R+r）=1.5×(4+1)=7.5V

（2）棒刚好不下滑时，受力如图2所示.

其中安培力F2=BmId

由平衡条件得BmId+mgsin 37°=fm

带入数据解得Bm=0.4T

练习册系列答案
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A.0～t2时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用

B.0～t 1时间内与t1～t2时间内，小物块受到的摩擦力大小相同方向相反

C.t2时刻，小物块离A处的距离达到最大

D.t2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大

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（1）粒子a、b从磁场边界射出时的速度va、vb；

（2）粒子a从O点进入磁场到O2点射出电场运动的总时间t；

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A. 当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里

B. 当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外

C. 当电流沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里

D. 当电流沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外

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A. ab边与bc边受到的安培力大小相等

B. cd边受到的安培力最大

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