题目内容
2．
如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.4m，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=0.5T、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=0.5Ω的直流电源．现把一个质量m=0.06kg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，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.5Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s2．已知sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，求：（1）导体棒受到的安培力和导体棒受到的摩擦力；
（2）若仅将磁场方向改为竖直向上，导体棒仍静止．求摩擦力．
分析 （1）先根据闭合电路欧姆定律求出电路中的电流．由公式F安=ILB求解安培力大小；导体棒处于静止状态，合力为零，根据平衡条件列式求解摩擦力的大小；
（2）导体棒处于静止状态，合力为零，根据平衡条件列式求解摩擦力的大小．
解答 （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=$\frac{E}{R+r}=\frac{4.5}{2.5+0.5}=1.5$A
棒受到的安培力：F安=BIL=0.3N 方向沿斜面向上；
又：mg sin37°=F安+f
解得：f=-0.06N，负号表示沿斜面向下
（2）磁场方向改为竖直向上时，棒受到的安培力：F安1=F安，
又：F安1•cos37°=0.3•0.8=0.24N
F安1•cos37°+f=mg sin37°
代入数据得：f=-0.12N，负号表示沿斜面向下
答：（1）导体棒受到的安培力是0.3N，导体棒受到的摩擦力是0.06N，方向沿斜面向下；
（2）若仅将磁场方向改为竖直向上，导体棒仍静止．摩擦力大小为0.12N，方向沿斜面向下．
点评 本题是通电导体在磁场中平衡问题，关键是对受力的方向的理解与画图，以及安培力的分析和计算，运用平衡条件研究．
练习册系列答案
相关题目
12．关于惯性的大小，下列说法中正确的是（ ）
| A． | 速度越大的物体，惯性越大 | |
| B． | 质量越大的物体，惯性越大 | |
| C． | 静止物体的惯性比运动物体的惯性大 | |
| D． | 同一物体在月球上的惯性比在地球上的惯性小 |
13．
如图所示，质量分别是m和2m的两个物体用一根轻质弹簧连接后再用细绳悬挂，稳定后将细绳剪断，则剪断的瞬间下列说法正确的是（g是重力加速度）（ ）
如图所示，质量分别是m和2m的两个物体用一根轻质弹簧连接后再用细绳悬挂，稳定后将细绳剪断，则剪断的瞬间下列说法正确的是（g是重力加速度）（ ）| A． | 质量为m的物体加速度是0 | B． | 质量为2m的物体加速度是g | ||
| C． | 质量为m的物体加速度是3g | D． | 质量为2m的物体加速度是3g |
10．
如图将轻质弹簧上端固定在天花板上，下端悬挂木块A，A处于静止状态，此弹簧的劲度系数为k（弹簧的形变在弹性限度内）．已知木块A的质量为m，重力加速度为g，则此时弹簧的伸长量为（ ）
如图将轻质弹簧上端固定在天花板上，下端悬挂木块A，A处于静止状态，此弹簧的劲度系数为k（弹簧的形变在弹性限度内）．已知木块A的质量为m，重力加速度为g，则此时弹簧的伸长量为（ ）| A． | $\frac{1}{mgk}$ | B． | $\frac{k}{mg}$ | C． | mgk | D． | $\frac{mg}{k}$ |
如图所示，一个质量M=50kg的人站在升降机的地板上，升降机的顶部悬挂了一只弹簧测力计，测力计下面挂着一个质量为m=5kg的物体A，当升降机竖直向上运动的过程中物体相对静止时，他看到弹簧测力计的示数为40N，g=10m/s2，求此时：
7．在距离水平地面高为h处，将一物体以初速v0水平抛出（不计空气阻力），落地时速度为v1，竖直分速度为vy，落地点与抛出点的水平距离为s，则能用来计算该物体在空中运动时间的式子有（ ）
| A． | $\frac{{\sqrt{{v_1}^2-{v_0}^2}}}{g}$ | B． | $\sqrt{\frac{2h}{g}}$ | C． | $\frac{2h}{v_y}$ | D． | $\frac{s}{v_1}$ |
14．某日，一辆藏毒汽车高速驶进某检查站，警方示意停车，毒贩见势不妙，高速闯卡．闯卡后，该汽车在平直公路上可视为做匀速直线运动，其位移随时间变化的关系式为x1=50t；在藏毒汽车闯卡的同时，原来停于卡口边的大功率警车立即启动追赶．警车从启动到追上毒贩的运动可看做以恒定的加速度做直线运动，其位移随时间变化的关系式为x2=2t2．上述物理量的单位均采用国际制单位，即位移的单位均为m，时间的单位均为s．下列说法正确的是（ ）
| A． | 警车从启动到追上藏毒汽车所用的时间为20s | |
| B． | 警车追赶藏毒汽车过程中的加速度大小为4m/s2 | |
| C． | 警车启动后12.5s，两车相距最远（警车追上藏毒汽车前） | |
| D． | 警车从启动到追上藏毒汽车，最远距离为300m |
5．下列关于矢量和标量的说法，正确的是（ ）
| A． | 矢量是有大小又有方向的物理量 | B． | 标量是有大小有方向的物理量 | ||
| C． | 速度、时间、加速度都是矢量 | D． | 质量、路程、速率都是标量 |
6．下列说法正确的是（ ）
| A． | m、kg、s是国际单位制的基本单位 | |
| B． | 重力的方向总是垂直地面向下 | |
| C． | 形状规则的物体重心位置一定在其几何中心上 | |
| D． | 伽利略最早指出力不是维持物体运动的原因 |