(13)质量为m=0.02kg的通电细杆AB置于倾角为θ=37°的平行放置的导轨上,导轨的宽度L=0.2m,杆AB与导轨间的动摩擦因数μ=0.4,磁感应强度B=2T的匀强磁场与导轨平面垂直且方向

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 共点力的平衡/2022-10-22 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

(13)质量为m=0.02 kg的通电细杆AB置于倾角为θ=37°的平行放置的导轨上,导轨的宽度L=0.2 m,杆AB与导轨间的动摩擦因数μ=0.4,磁感应强度B=2 T的匀强磁场与导轨平面垂直且方向向下,如图所示.电池内阻不计,电阻R=16Ω,AB棒电阻r =4Ω试求出为使杆AB静止不动,电池电动势的范围应是多少?(sin37°=0.6  cos37°=0.8)

◎ 答案

电池电动势的范围应是2.8V-9.2V

◎ 解析



试题分析:杆AB中的电流为从A到B,所受的安培力方向平行于导轨向上.当电流较大时,导体有向上的运动趋势,所受静摩擦力向下;当静摩擦力达到最大时,磁场力为最大值F1,此时通过AB的电流最大为Imax;电池电动势最大Emax,同理,当电流最小时,应该是导体受向上的最大静摩擦力,此时的安培力为F2,电流为Imin. 电池电动势最小Emin。正确地画出两种情况下的受力图如图甲、乙,由平衡条件列方程求解。
根据甲受力图列式如下:由物体的平衡
F1-mgsinθ-Ff1=0 ,FN-mgcosθ=0  Ff1=μFN ,F1=BImaxd,
解上述方程得:Emax=9.2V
根据乙受力图由物体的平衡:
F2+Ff2-mgsinθ=0,FN-mgcosθ=0,Ff2=μFN ,F2=BImind,
解上述方程得:Emin=2.8V
电池电动势的范围应是2.8V-9.2V

◎ 知识点

    专家分析,试题“(13)质量为m=0.02kg的通电细杆AB置于倾角为θ=37°的平行放置的导轨上,导轨的宽度L=0.2m,杆AB与导轨间的动摩擦因数μ=0.4,磁感应强度B=2T的匀强磁场与导轨平面垂直且方向…”主要考查了你对  【共点力的平衡】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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