题目内容
1.(1)求刚闭合开关时ab棒的加速度大小及方向.
(2)若B的大小方向均可改变,且方向始终在垂直金属棒的平面内改变,要使ab棒能缓慢向右匀速运动,此时B的方向又如何?
分析 (1)根据左手定则正确判断出导体棒ab所受安培力的方向,然后对棒ab进行受力分析,根据牛顿第二定律计算求刚闭合开关时ab棒的加速度大小及方向;
(2)根据受力图可知当重力等于安培力时,B最小,根据左手定则可以正确判断磁场B的方向.
解答 解:(1)通过对导体棒的受力分析,根据共点力平衡可知:
回路中的电流为$I=\frac{E}{R+r}=2A$
受到的安培力为:F安=BIL=2N
根据左手定则,可知安培力方向水平向左
则刚闭合开关时ab棒的加速度大小$a=\frac{{F}_{安}}{m}=10m/{s}^{2}$
方向与安培力方向相同,方向水平向左;
(2)若B的大小方向均可改变,且方向始终在垂直金属棒的平面内改变,要使ab棒能缓慢向右匀速运动
满足上述条件的安培力应与ab棒的摩擦力大小相等、方向水平向右,所以有:
F安=BIL=μmg
解得B=3.75T,方向由左手定则知B的方向竖直向下;
答:(1)刚闭合开关时ab棒的加速度大小为10m/s2,方向水平向左;
(2)若B的大小方向均可改变,且方向始终在垂直金属棒的平面内改变,要使ab棒能缓慢向右匀速运动,此时B的方向应变为竖直向下.
点评 本题借助物体的平衡考查了安培力的大小和方向问题,综合了磁场,牛顿第二定律,受力分析等内容,考查共点力平衡与安培力知识的综合,作出受力分析图是解题的关键.
练习册系列答案
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11.一定质量的理想气体在发生状态变化时,下列说法正确的是( )
| A. | 等容加热,气体内能增加 | B. | 恒温加热,气体对外做功,内能减少 | ||
| C. | 等容降温,气体内能减少 | D. | 等压升温,气体对外做功,内能增加 |
12.
如图所示,三个物体1、2、3在水平压力F的作用下,依次紧靠在竖直墙上,且都处于静止状态,则( )
| A. | 墙对物体1摩擦力的大小等于物体1受的重力的大小 | |
| B. | 物体2受到物体1和3所施加的静摩擦力方向一定相反 | |
| C. | 物体2对物体1的摩擦力的方向是向上的 | |
| D. | 当外力F增大时,物体2受到物体1和3所施加的静摩擦力都增大 |
9.运动员双手握着竖直杆匀速上爬或匀速下滑时,他受到的摩擦力分别为f1、f2.则( )
| A. | f1、f2均向上,且f1=f2 | B. | f1、f2均向下,且f1=f2 | ||
| C. | f1向下、f2向上,且f1>f2 | D. | f1向下、f2向上,且f1<f2 |
16.
如图所示,电荷量为+1×10-6C的点电荷A镶嵌在墙壁上,带电荷量为十3×10-6C的小球B(可视为点电荷)悬挂在长为50cm的轻绳末端,悬点在A的正上方C处,A、C之间的距离为40cm,重力加速度为10m/s2.已知静电力常量k=9.0×109N•m2/C2,则下列表述正确的是( )
| A. | 若AB垂直于墙面,则A、B之间的库仑力为0.3N | |
| B. | 若仅减少B的电荷量,再次平衡后,A、B之间的电场力减小 | |
| C. | 若同时增加B的质量和B的电荷量,B的位置可能不变 | |
| D. | 只要绳长不变,则绳中拉力大小不变 |
7.有关电压与电动势的说法中正确的是( )
| A. | 电压与电动势的单位都是伏特,所以电动势与电压是同一物理量的不同叫法 | |
| B. | 电动势就是电源两极间的电压 | |
| C. | 电动势公式E=$\frac{W}{q}$中的W与电压U=$\frac{W}{q}$中的W是一样的,都是电场力做的功 | |
| D. | 电动势与电压从能量转化的角度来说有本质的区别 |
8.
如图所示是位于X星球表面附近的竖直光滑圆弧轨道,宇航员通过实验发现,当小球位于轨道最低点的速度不小于v0时,就能在竖直面内做完整的圆周运动.已知圆弧轨道半径为r,X星球的半径为R,万有引力常量为G.则( )
| A. | 环绕X星球的轨道半径为2R的卫星的周期为$\frac{4π}{{v}_{0}}$$\sqrt{Rr}$ | |
| B. | X星球的平均密度为$\frac{3{{v}_{0}}^{2}}{10πGRr}$ | |
| C. | X星球的第一宇宙速度为v0$\sqrt{\frac{R}{r}}$ | |
| D. | X星球的第一宇宙速度为v0$\sqrt{\frac{R}{5r}}$ |