如图所示，电源电动势E＝2 V，内电阻r＝0.5 Ω，竖直导轨电阻可忽略，金属棒的质量m＝0.1 kg，电阻R＝0.5 Ω，它与导轨的动摩擦因数μ＝0.4, 有 - 高中物理试题 - 超级试练试题库

题目

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如图所示，电源电动势E＝2 V，内电阻r＝0.5 Ω，竖直导轨电阻可忽略，金属棒的质量m＝0.1 kg，电阻R＝0.5 Ω，它与导轨的动摩擦因数μ＝0.4, 有效长度为L＝0.2 m，为了使金属棒能够靠在导轨外面静止不动，我们施一与纸面成30°角向里且与金属棒垂直的磁场，问磁场方向是斜向上还是斜向下？磁感应强度B的范围是多大？(g＝10 m/s²)

答案

斜向下　3 T≤B≤16.3 T

解析

以静止的金属棒为研究对象，其侧视的受力分析如图所示．
若摩擦力方向向上，则
B₁ILsin30°＋μB₁ILcos30°＝mg.
若摩擦力方向向下，则
B₂ILsin30°－μB₂ILcos30°＝mg，

其中电流I＝E/(R＋r)
代入数据得：B₁＝3 T，B₂＝16.3 T，
故所求磁感应强度的范围是
3 T≤B≤16.3 T；
根据左手定则可知其方向应斜向下．

核心考点

试题【如图所示，电源电动势E＝2 V，内电阻r＝0.5 Ω，竖直导轨电阻可忽略，金属棒的质量m＝0.1 kg，电阻R＝0.5 Ω，它与导轨的动摩擦因数μ＝0.4, 有】；主要考察你对通电导线在磁场中受到的力等知识点的理解。[详细]

举一反三

如图,所示通电直导线在垂直纸面向外磁场中，请画出通电直导线所受安培力的方向。

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(10分)如图所示，处于匀强磁场中的两根光滑足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1 m，导轨平面与水平面成θ＝37°角，上端连接阻值为R＝2 Ω的电阻．匀强磁场方向与导轨平面垂直，磁感应强度B＝0.4 T。质量m＝0.2 kg、电阻r＝1 Ω的金属棒ab，以初速度v₀从导轨底端向上滑行，金属棒ab在安培力和一平行于导轨平面的外力F的共同作用下做匀变速直线运动，加速度大小为a＝3 m/s²、方向和初速度方向相反，在金属棒运动过程中，电阻R消耗的最大功率为1.28 W。设金属棒与导轨垂直并保持良好接触(g＝10 m/s²，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)。求：

(1)金属棒产生的感应电动势的最大值；
(2)金属棒初速度v₀的大小；
(3)当金属棒速度的大小为初速度一半时施加在金属棒上外力F的大小和方向。

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一定质量的导体棒放在光滑的倾斜导轨上，如图3（

）．若给导体棒通电，并在此区域加上强度一定的匀强磁场，图3（

）中，有可能使导体棒保持静止状态的有（）

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质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的导轨上导轨宽度为d，杆ab与导轨间的动摩擦因素为μ，有电流时，ab恰好在导轨上静止，如图甲所示，它的四个侧视图中表示出四种可能的匀强磁场方向，如图乙所示，其中杆ab与导轨之间的摩擦力可能为零的图是（）

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如图6所示，在竖直向下的匀强磁场中，有两根竖直放置的平行导轨AB、CD，导轨上放有质量为m的金属棒MN，棒与导轨间的动摩擦因数为μ，现从t＝0时刻起，给棒通以图示方向的电流，且电流大小与时间成正比，即I＝kt，其中k₁为正恒量．若金属棒与导轨始终垂直，则如图7所示的表示棒所受的摩擦力随时间变化的四幅图中，正确的是 (　　)

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