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如图所示,用两橡皮筋悬挂的金属棒AB处于磁场中,金属棒两端连接着导线(导线对金属棒的作用力忽略不计),当棒中通以由A流向B的电流时,金属棒静止,橡皮筋刚好处于松弛状态;-物理

[db:作者]  2020-04-22 00:00:00  零零社区

题文

如图所示,用两橡皮筋悬挂的金属棒AB处于磁场中,金属棒两端连接着导线(导线对金属棒的作用力忽略不计),当棒中通以由A流向B的电流时,金属棒静止,橡皮筋刚好处于松弛状态;现让电流由B流向A,金属棒仍静止,请画出此时金属棒受力的示意图.

题型:问答题  难度:中档

答案

通过分析可知:导体AB受到了四个力的作用:竖直向下的重力、橡皮筋施加的竖直向上的拉力(两个)、竖直向下的磁力.
故答图如下:


据专家权威分析,试题“如图所示,用两橡皮筋悬挂的金属棒AB处于磁场中,金属棒两端连接..”主要考查你对  磁场对通电导线的作用,力的示意图,弹力,弹性,重力的概念  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下:

磁场对通电导线的作用力的示意图弹力,弹性重力的概念

考点名称:磁场对通电导线的作用

  • 磁场对通电导线的作用:
    通电导体在磁场中受到力的作用,力的方向跟导体中的电流方向和磁场方向有关。

  • 探究磁场对通电导体的作用:
    提出问题 通电导体在磁场中是否受力的作用
    设计实验 取两根光滑的金属杆,组成一个金属轨道,将它放在磁场当中,再取一轻质金属杆,放在金属轨道上,将金属杆连入电路中,开关断开时,观察金属杆是否运动;闭合开关,观察金属杆是否运动;改变电流的方向,观察金属杆的运动情况;再改变磁场的方向,观察金属杆的运动情况
    实验器材 电源、开关、导线、金属轨道、金属杆、蹄形磁铁、滑动变阻器
    实验步骤 (1)将所需器材按如下图所示的电路连接好;(2)将金属杆横放在金属轨道上,观察金属杆是否运动;(3)闭合开关,观察金属杆是否运动,运动方向如何?(4)改变电流的方向,观察金属杆是否运动,运动方向如何?(5)保持电流方向不变,改变磁场的方向,观察金属杆的运动情况;(6)同时改变电流方向和磁场方向,观察金属杆的运动情况。
    实验记录
    实验结论 通电导体在磁场中受到力的作用,力的方向跟导体中的电流方向和磁场方向有关,当电流方向或磁场方向与原来相反时,力的方向也与原来相反;当电流方向和磁场方向同时改变时,力的方向不变

考点名称:力的示意图

  • 定义:
    在受力物体上沿力的方向画个箭头,表示物体在这个方向上受到了力,这种表示力的方法叫做力的示意图。

    力的三要素 力的示意图
    力的大小 用线段长短粗略表示力的大小
    力的方向 箭头所指的方向表示力的方向
    力的作用点 力的作用点画在线段的起点火箭头处

  • 力的示意图的画法:
    (1)在受力物体上画出力的作用点;

    (2)确定力的方向,然后沿力的方向画一条直线;

    (3)在线段的末端标上箭头,并在箭头旁标出所画力的符号;

    (4)在同一个图上画几个力的示意图时,力越大线段应越长,大小相同的力线段长度应相等。如图所示为茶杯对桌面的压力的示意图。

  • 力的图示:
    1.为了形象、直观地表示力,我们可用一根带箭头的线段来表示力的大小、方向和作用点(即力的三要素)。这种表示力的方法叫做力的图示,如图所示。力的方向所沿的直线叫力的作用线。


     2.画力的图示的步骤:
    (1)选定标度(用多少毫米表示多少牛的力);
    (2)从作用点沿力的方向画一条线段,根据选定的标度和力的大小按比例确定线段的长度,并在线段上加上刻度;
    (3)在线段的末端加箭头表示力的方向,箭尾在力的作用点上。

    提示:力的作用点一定要画在受力物体上,不可随意画在线段的其他部分,一般要画在物体的重心上,压力要画在被压物体的表面上。当一个物体受多个力作用时,这几个力的作用点都要画在物体的重心上。

    例:水平地面上有一辆小车,甲水平向左推,用力 6N,乙向左上方与水平方向成30角拉,用力9N,作出这两个力的图示。
    解析:作力的图示,应按要求标明角度大小,在一个图上,不管有几个力,标度都应统一,又因为线段的长度最好是标度的整数倍,所以取标度为3N。
    答案:如图所示

考点名称:弹力,弹性

  • 定义:
    弹性:
    受力会发生形变,不受力时又恢复到原来的形状,物体的这种性质叫做弹性;

    弹力:
    是由于物体发生弹性形变而受到的力,例如:压力和支持力。

  • 弹力的特点:
    (1)弹力产生在直接接触并发生弹性形变的物体之间,任何物体只要发生弹性形变就一定会产生弹力。
    (2)弹力方向总是与作用在物体上的使物体产生形变的外力方向相反。
    (3)弹力的大小与物体的弹性强弱、形变大小有关,形变越大,弹力越大,形变消失弹力也随之消失。

  • 弹力的形式:
         因物体的形变有多种多样,所以产生的弹力也有各种不同的形式。例如,把一重物放在塑料板上,被压弯的塑料板要恢复原状,产生向上的弹力,这就是它对重物的支持力.将一物体挂在弹簧上,物体把弹簧拉长,被拉长的弹簧要恢复原状,产生向上的弹力,这就是它对物体的拉力。不仅塑料板、弹簧等能够发生形变,许多物体都能够发生形变,对与它接触的物体产生弹力。我们通常所说的压力、支持力、绳子的拉力等,其实质就是弹力。

    弹力产生条件:
    1.两物体互相接触
    2.物体发生弹性形变(包括人眼不能观察到的微小形变)需要注意的是:任何物体只要发生了弹性形变,就一定会对与它接触的物体产生弹力。一旦超出弹性形变范围,就会彻底失去弹力。(即是超过了弹性限度,塑性物体除外)
    举例:木块A靠在墙壁上,若作用一个推力,在木块A上,则木块对墙壁有挤压,发生形变,此时A与墙壁间有弹力作用。

    弹力的方向:
    弹力的方向与物体形变方向相反,具体情况有以下几种。
    ①轻绳的弹力方向沿绳指向绳收缩的方向。
    ②压力、支持力的方向总跟接触的面垂直,面与面接触,点与面接触,都是垂直于面;点与点的接触要找两接触点的公切面,弹力垂直于这个公切面指向被支持物。
    ③二力杆件(即只有杆的两端受力,中间不受力(包括杆本身的重力也忽略不计),叫二力杆件),弹力必沿杆的方向。一般杆件,受力较为复杂,应根据具体条件分析。
    ④杆:弹力方向是任意的,有它所受外力和运动状态决定。
          弹力的大小跟形变的大小的关系。在弹性限度内,形变越大,弹力也越大;形变消失,弹力就随着消失。对于拉伸形变(或压缩形变)来说,伸长(或缩短)的长度越大,产生的弹力就越大。对于弯曲形变来说,弯曲的越厉害,产生的弹力就越大。对于扭转形变来说,扭转的越厉害,产生的弹力就越大。

    弹力的本质:
          弹力的本质是分子间的作用力。当物体被拉伸或压缩时,分子间的距离便会发生变化,使分子间的相对位置拉开或靠拢,这样,分子间的引力与斥力就不会平衡,出现相吸或相斥的倾向,而这些分子间的吸引或排斥的总效果,就是宏观上观察到的弹力。如果外力太大,分子间的距离被拉开得太多,分子就会滑进另一个稳定的位置,即使外力除去后,也不能再回到复原位,就会保留永久的变形。这便是弹力的本质。

    弹力的区别:
       
         弹力是按照力的性质命名的。而压力,支持力,拉力则是由力的效果命名的。这是两个完全不同的概念。因此,弹力和压力,支持力,拉力之间没有明确的关系。弹力不一定是压力,支持力,拉力。
        
          例如,套在同一光滑竖直杆的两个环形磁铁,其相同的磁极相对,两个磁铁均处于静止状态。对上面的磁铁进行受力分析,磁铁受本身的竖直向下的重力作用和竖直向上的排斥力作用,二力为一对平衡力。此时,向上的排斥力便作为支持力。此支持力就不是弹力。另外,由牛顿第三定律得,大小等于向上的排斥力,方向向下的磁力也作用于下面的磁铁上。此时,这个向下的磁力就是上面的磁铁给它的向下的压力。这个压力也不是弹力。
         
          又如,在两根光滑平行直导轨间,分布有竖直方向且等距离分布的方向不同的匀强磁场,导轨上有一个宽度与磁场相同的金属框。当磁场匀速运动时,线框就会受到安培力作用而运动起来。此时,安培力就是线框运动的合外力,也就是拉力。此拉力也不是弹力。
          所以,不能笼统地说,弹力就是压力,支持力,拉力。要具体情况具体分析。具题目意思来定。

  • 弹性形变与塑性形变:
    1.弹性形变物体由于在力的作用下发生形变,当力撤去后,物体义恢复原状,如弹簧、橡皮条等,这样的形变叫弹性形变,外力消失后能白动恢复原来形状的性质叫弹性。

    2.塑性形变也有一些物体在发生形变后,不能恢复原状,如一块泥巴,用笔杆插一个洞或用手一压,泥巴不会恢复原状,我们把这样的形变叫做塑性形变。物体变形后不能自动恢复原来的彤状的性质叫做塑性。例如:被拉长的弹簧,如果超出了其弹性限度,弹簧被拉长后,发生改变,但当外力消失后,弹簧无法恢复原状,这样的形变就是塑性形变。

考点名称:重力的概念

  • 重力:
    定义 由于地球的吸引而使物体受到的力
    大小 G=mg
    方向 竖直向下
    作用点 物体的重心
    施力物体 地球
    重力方向的应用 重锤线
    重心 重力在物体上的作用点

  • 失重:
    定义:物体在引力场中自由运动时有质量而不表现重量的一种状态,又称零重力。失重有时泛指零重力和微重力环境。
    所谓失重,就是物体不被引力所作用。所谓重力,是物体所受地球的引力的一个分力(大小几乎等于引力)。引力的大小与质量成正比,与距离的平方成反比。就质量一定的天体来说,物体离它越远,所受它的引力越小,即重力越小,在足够远的距离上,它的引力可以忽略不计。在失重状态下,人体和其他物体受到很小的力就能飘浮起来。

    超重:
    定义:超重是物体所受限制力(拉力或支持力)大于物体所受重力的现象。
    只要物体相对于地球有竖直向上的加速度时,就会产生超重现象
    当人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机等航天器在加速上升阶段,其中的人和物体处于超重状态,他们对其下方物体的压力是其自身重力的几倍。



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