题目
题型:北京模拟题难度:来源:
如图所示,两根足够长的光滑平行导轨与水平面成θ=60°角,导轨间距为L。将直流电源、电阻箱和开关串联接在两根导轨之间。整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中。质量为m的导体棒MN垂直导轨水平放置在导轨上,导体棒与两根导轨都接触良好。重力加速度为g。
(1)若磁场方向垂直导轨平面向上,当电阻箱接入电路的电阻为R1时,闭合开关后,导体棒MN恰能静止在导轨上。请确定MN中电流I1的大小和方向;
(2)若磁场方向竖直向上,当电阻箱接入电路的电阻为R2时,闭合开关后,导体棒MN也恰能静止在导轨上,请确定MN中的电流I2的大小;
(3)导轨的电阻可忽略,而电源内阻、导体棒MN的电阻均不能忽略,求电源的电动势。
(1)若磁场方向垂直导轨平面向上,当电阻箱接入电路的电阻为R1时,闭合开关后,导体棒MN恰能静止在导轨上。请确定MN中电流I1的大小和方向;
(2)若磁场方向竖直向上,当电阻箱接入电路的电阻为R2时,闭合开关后,导体棒MN也恰能静止在导轨上,请确定MN中的电流I2的大小;
(3)导轨的电阻可忽略,而电源内阻、导体棒MN的电阻均不能忽略,求电源的电动势。
答案
解:(1)磁场方向垂直于轨道面时,MN受力如图1所示
根据物体平衡条件可得F1= mgsinθ
又安培力F1=BI1L
解得I1=,电流方向由M指向N
(2)磁场方向竖直向上时,MN受力如图2所示
根据物体平衡条件可得F2cosθ=mgsinθ
又安培力F2=BI2L
解得
(3)设除电阻箱外,电路中其他电阻为r(定值)。根据闭合电路欧姆定律
当电阻箱接入电路的电阻为R1时,有I1=
当电阻箱接入电路的电阻为R2时,有I2=
解得电源电动势E=
根据物体平衡条件可得F1= mgsinθ
又安培力F1=BI1L
解得I1=,电流方向由M指向N
(2)磁场方向竖直向上时,MN受力如图2所示
根据物体平衡条件可得F2cosθ=mgsinθ
又安培力F2=BI2L
解得
(3)设除电阻箱外,电路中其他电阻为r(定值)。根据闭合电路欧姆定律
当电阻箱接入电路的电阻为R1时,有I1=
当电阻箱接入电路的电阻为R2时,有I2=
解得电源电动势E=
核心考点
试题【如图所示,两根足够长的光滑平行导轨与水平面成θ=60°角,导轨间距为L。将直流电源、电阻箱和开关串联接在两根导轨之间。整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中。质】;主要考察你对共点力的平衡等知识点的理解。[详细]
举一反三
如图所示,物体A、B的质量分别为mA、mB,且mA>mB。二者用细绳连接后跨过定滑轮,A静止在倾角θ=30°的斜面上,B悬挂着,且斜面上方的细绳与斜面平行。若将斜面倾角θ缓慢增大到45°,物体A仍保持静止。不计滑轮摩擦。则下列判断正确的是
[ ]
A.物体A受细绳的拉力可能增大
B.物体A受的静摩擦力可能增大
C.物体A对斜面的压力可能增大
D.物体A受斜面的作用力可能增大
[ ]
A.物体A受细绳的拉力可能增大
B.物体A受的静摩擦力可能增大
C.物体A对斜面的压力可能增大
D.物体A受斜面的作用力可能增大
如图所示,由物体A和B组成的系统处于静止状态,A、B的质量分别为mA和mB,且mA>mB。滑轮的质量和一切摩擦可不计。使悬绳的悬点由P点向右移动一小段距离到Q点,系统再次达到静止状态。则悬点移动前后图中绳与水平方向间的夹角θ将
[ ]
A.变大
B.变小
C.不变
D.可能变大,也可能变小
[ ]
A.变大
B.变小
C.不变
D.可能变大,也可能变小
用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体,静止时弹簧伸长量为L0,现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为2m的物体,系统静止时弹簧伸长量也为L0,斜面倾角为30°,如图所示。则物体所受摩擦力
[ ]
A.等于零
B.大小为,方向沿斜面向下
C.大小为,方向沿斜面向上
D.大小为mg,方向沿斜面向上
[ ]
A.等于零
B.大小为,方向沿斜面向下
C.大小为,方向沿斜面向上
D.大小为mg,方向沿斜面向上
在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A,A与竖直墙之间放一光滑圆球B,整个装置处于静止状态。现对B加一竖直向下的力F,F的作用线通过球心,设墙对B的作用力为F1,B对A的作用力为F2,地面对A的作用力为F3。若F缓慢增大而整个装置仍保持静止,截面如图所示,在此过程中
[ ]
A. F1保持不变,F3缓慢增大
B. F1缓慢增大,F3保持不变
C. F2缓慢增大,F3缓慢增大
D. F2缓慢增大,F3保持不变
[ ]
A. F1保持不变,F3缓慢增大
B. F1缓慢增大,F3保持不变
C. F2缓慢增大,F3缓慢增大
D. F2缓慢增大,F3保持不变
滑板运动是一项非常刺激的水上运动,研究表明,在进行滑板运动时,水对滑板的作用力Fx垂直于板面,大小为kv2,其中v为滑板速率(水可视为静止)。某次运动中,在水平牵引力作用下,当滑板和水面的夹角θ=37°时,滑板做匀速直线运动,相应的k=54 kg/m,入和滑板的总质量为108 kg,试求(重力加速度g取10 m/s2,sin 37°取,忽略空气阻力):
(1)水平牵引力的大小;
(2)滑板的速率;
(3)水平牵引力的功率。
(1)水平牵引力的大小;
(2)滑板的速率;
(3)水平牵引力的功率。
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