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如图所示,在倾角θ=37°的斜面上,固定着宽L=0.20m的平行金属导轨,在导轨...

如图所示,在倾角θ=37°的斜面上,固定着宽L=0.20m的平行金属导轨,在导轨上端接有电源和滑动变阻器,已知电源电动势E=6.0V,内电阻r=0.50Ω.一根质量m=10g的金属棒ab放在导轨上,与两导轨垂直并接触良好,导轨和金属棒的电阻忽略不计.整个装置处于磁感应强度B=0.50T、垂直于轨道平面向上的匀强磁场中.若金属导轨是光滑的,已知sin37°=0.6cos37°=0.8,取g=10m/s2,求:

1)要保持金属棒静止在导轨上,滑动变阻器接入电路的阻值是多大?

2)金属棒静止在导轨上时,如果使匀强磁场的方向瞬间变为竖直向上,则此时导体棒的加速度是多大?

 

(1)要保持金属棒静止在导轨上,滑动变阻器接入电路的阻值是9.5Ω; (2)金属棒静止在导轨上时,如果使匀强磁场的方向瞬间变为竖直向上,则此时导体棒的加速度是1.2m/s2 【解析】【解析】 (1)对金属棒进行受力分析,如图所示,设滑动变阻器接入电路的阻值为R,对于闭合电路 FB﹣mgin37°=0 FB=BIL 联立以上3公式,代入数据解得:R=9.5Ω (2)当匀强磁场的方向瞬间变为竖直向上,对金属棒进行受力分析,如图所示, mgsin37°﹣FBcos37°=ma 代入数据解得: a=1.2m/s2 答:(1)要保持金属棒静止在导轨上,滑动变阻器接入电路的阻值是9.5Ω; (2)金属棒静止在导轨上时,如果使匀强磁场的方向瞬间变为竖直向上,则此时导体棒的加速度是1.2m/s2 【点评】该题考查安培力作用下金属棒的受力平衡,正确进行受力分析,列出受力平衡的方程是解题的关键.  
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考点分析:
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如图所示,空间存在垂直于纸面的均匀磁场,在半径为a的圆形区域内、外,磁场方向相反,磁感强度的大小均为B.一半径为b,电阻为R的圆形导线环放置在纸面内,其圆心与圆形区域的中心重合.在内外磁场同时由B均匀地减小到零的过程中,通过导线截面的电量q=.

 

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如图所示,AC是圆的一条直径,BD是竖直方向的另外一条直径,该圆处于匀强电场中,场强大小为E,方向与圆周平面平行,将一个带负电的粒子q从圆心O点以相同的速率射出,射出方向不同时,粒子可以经过圆周上的所有点,在这些所有的点中,经过C点时粒子的速率总是最小。如果考虑到重力作用的影响,那么可以断定 ( )

A. 在数值上电场力一定小于重力

B. 在数值上电场力可能等于重力

C. 电场强度方向由O点指向圆周上BC间的某一点

D. 电场强度方向由O点指向圆周上CD间的某一点

 

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半圆柱体P放在粗糙的水平面上,有一挡板MN,其延长线总是过半圆柱体的轴心O,但挡板与半圆柱体不接触,在PMN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体QP的截面半径远大于Q的截面半径),整个装置处于静止状态,如图是这个装置的截面图,若用外力使MNO点缓慢地逆时针转动,在Q到达最高位置前,发现P始终保持静止,在此过程中,下列说法正确的是

A. MNQ的弹力大小逐渐减小

B. PQ间的弹力先增大后减小

C. 桌面对P的摩擦力先增大后减小

D. P所受桌面的支持力保持不变

 

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有一辆质量为170kg、输出功率为1200W的太阳能试验汽车,安装有约2m2的太阳能电池板和蓄能电池,该电池板在有效光照条件下单位面积输出的电功率为24W/ m2。若驾驶员的质量为70kg,汽车最大行驶速度为20m/s。假设汽车行驶时受到的空气阻力与其速率成正比,则汽车( )

A. 保持最大速度行驶1 h至少需要有效光照5h

B. 以最大速度行驶时牵引力大小为60N

C. 起动时的加速度大小为0.25 m/s2

D. 直接用太阳能电池板提供的功率可获得4 m/s的最大行驶速度

 

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如图所示,一绝缘轻弹簧的下端固定在斜面底端,上端连接一带正电的光滑滑块P,滑块所处空间存在着沿斜面向上的匀强电场,倾角为θ的光滑绝缘斜面固定在水平地面上,开始时弹簧是原长状态,物块恰好处于平衡状态。现给滑块一沿斜面向下的初速度v,滑块到最低点时,弹簧的压缩量为x,若弹簧始终处于弹性限度内,下列说法正确的是

A. 滑块电势能的增加量大于滑块重力势能的减少量

B. 滑块到达最低点的过程中,克服弹簧弹力做功mv2

C. 滑块动能的变化量等于电场力和重力做功的代数和

D. 当滑块的加速度最大时,滑块和弹簧组成的系统机械能最大

 

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