题目内容
2．
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．现把一个质量m=0.040kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止．导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R=2.5Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s2．已知sin 37°=0.60，cos 37°=0.80，求：（1）通过导体棒的电流；
（2）导体棒受到的摩擦力；
（3）若仅将磁场方向改为竖直向上，求摩擦力．
分析 （1）根据闭合电路欧姆定律求出电流的大小．根据安培力的公式F=BIL求出安培力的大小．
（2）导体棒受重力、支持力、安培力、摩擦力处于平衡，根据共点力平衡求出摩擦力的大小．
（3）若仅将磁场方向改为竖直向上，重力沿斜面向下的分力等于安培力的分力，摩擦力为0
解答 解：（1）导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路，根据闭合电路欧姆定律有：
$I=\frac{E}{R+r}=\frac{4.5}{2.5+0.5}=1.5A$
（2）根据左手定则，可判断安培力的方向沿斜面向上，大小为F安=BIL=0.30N
导体棒所受重力沿斜面向下的分力F1=mg sin37°=0.24N
由于F1小于安培力，故导体棒受沿斜面向下的摩擦力f，根据共点力平衡条件
mg sin37°+f=F安
解得：f=0.06N
（3）根据左手定则，可判断安培力的方向水平向右，大小仍为F安=BIL=0.30N
安培力沿斜面向上的分力F2=F安cos37°=0.24N=F1
所以摩擦力为零．
答：（1）通过导体棒的电流1.5A；
（2）导体棒受到的摩擦力0.06A；
（3）若仅将磁场方向改为竖直向上，摩擦力为0
点评 解决本题的关键掌握闭合电路欧姆定律，安培力的大小公式，以及会利用共点力平衡去求未知力．
练习册系列答案
相关题目
如图所示，倾斜传送带与水平地面之间的夹角θ=37°，从A→B长度为L=29m，传送带以10m/s的速度逆时针转动，在传送带上端A处无初速度地放一个质量为0.1kg的物体，它与传送带之间的动摩擦因数为0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力的大小，sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s2．求：
13．有两个完全相同的带电绝缘金属小球A、B，分别带有电荷量QA=6.4×10-9 C，QB=-3.2×10-9 C，让两绝缘金属小球接触，在接触过程中，电子转移的转移情况是（ ）
| A． | 由B转移到A | B． | 由A转移到B | C． | 不转移 | D． | 不能确定 |
17．关于电场，下列叙述正确的是（ ）
| A． | 以点电荷为圆心，r为半径的球面上，各点的场强都相同 | |
| B． | 正电荷周围的电场一定比负电荷周围的电场强小 | |
| C． | 在电场中某点放入检验电荷q，该点的场强为E=$\frac{F}{q}$，取走q后，该点场强不变 | |
| D． | 受电场力大的电荷所处位置电场强度大 |
7．
如图所示，在x轴和y轴构成的平面直角坐标系中，过原点再做一个z轴，就构成空间直角坐标系．匀强磁场的磁感应强度B=0.2T，方向沿x轴的正方向，且ab=de=0.4m，be=cf=ad=0.3m，bc=ef=0.3m，通过面积S1（abed），S2（befc），S3（acfd）的磁通量φ1、φ2、φ3各是（ ）
如图所示，在x轴和y轴构成的平面直角坐标系中，过原点再做一个z轴，就构成空间直角坐标系．匀强磁场的磁感应强度B=0.2T，方向沿x轴的正方向，且ab=de=0.4m，be=cf=ad=0.3m，bc=ef=0.3m，通过面积S1（abed），S2（befc），S3（acfd）的磁通量φ1、φ2、φ3各是（ ）| A． | 0.024Wb，0.024Wb，0.024Wb | B． | 0.024Wb，0Wb，0.024Wb | ||
| C． | 0.024Wb，0Wb，0Wb | D． | 0Wb，0Wb，0.024Wb |
14．
同学为研究某电学元件（最大电压不超过2.5V，最大电流不超过0.55A）的伏安特性曲线，在实验室找到了下列实验器材：
A．电压表（量程3V，内阻6kΩ）
B．电压表（量程15V，内阻30kΩ）
C．电流表（量程0.6A，内阻0.5Ω）
D．电流表（量程3A，内阻0.1Ω）
E．滑动变阻器（阻值范围0～5Ω，额定电流为0.6A）
F．滑动变阻器（阻值范围0～1000Ω，额定电流为0.6A）
G．直流电源（电动势E=3V，内阻不计）
H．开关、导线若干．
该同学设计电路并进行实验，通过实验得到如下数据（I和U分别表示电学元件上的电流和电压）．
（1）为了提高实验结果的准确程度，电流表选C；电压表选A；滑动变阻器选E．（以上均填写器材代号）
（2）请在虚线框中画出实验电路图．
同学为研究某电学元件（最大电压不超过2.5V，最大电流不超过0.55A）的伏安特性曲线，在实验室找到了下列实验器材：A．电压表（量程3V，内阻6kΩ）
B．电压表（量程15V，内阻30kΩ）
C．电流表（量程0.6A，内阻0.5Ω）
D．电流表（量程3A，内阻0.1Ω）
E．滑动变阻器（阻值范围0～5Ω，额定电流为0.6A）
F．滑动变阻器（阻值范围0～1000Ω，额定电流为0.6A）
G．直流电源（电动势E=3V，内阻不计）
H．开关、导线若干．
该同学设计电路并进行实验，通过实验得到如下数据（I和U分别表示电学元件上的电流和电压）．
| I/A | 0 | 0.12 | 0.21 | 0.29 | 0.34 | 0.38 | 0.42 | 0.45 | 0.47 | 0.49 |
| U/V | 0 | 0.20 | 0.40 | 0.60 | 0.80 | 1.00 | 1.20 | 1.40 | 1.60 | 1.80 |
（2）请在虚线框中画出实验电路图．
