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在倾斜角θ=30°的光滑导体滑轨A和B的上端接入一个电动势E=3 V,内阻不计的电源,滑轨间距L=10 cm,将一个质量m=30 g,电阻R=0.5 Ω的金属棒水平放置在滑轨上,若滑轨周围加一匀强磁场,当闭合开关S后,金属棒刚好静止在滑轨上,如图所示,求滑轨周围空间所加磁场磁感应强度的最小值及其方向.

 

【答案】

0.25 T根据左手定则,磁场方向垂直滑轨面斜向下

【解析】闭合开关S后金属棒上有电流流过,且金属棒保持静止,由闭合电路欧姆定律,得I===6 A

 

图8

受力分析得出,若金属棒平衡,且磁场力最小则它受到的安培力F应与重力沿斜面向下的分量mgsinθ大小相等,方向相反

F-mgsinθ=0①

由F=BIL代入①得BIL=mgsinθ

B===0.25 T

根据左手定则,磁场方向垂直滑轨面斜向下

 

练习册系列答案
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(10分)如图所示,物体在有动物毛皮的斜面上运动.由于毛皮表面的特殊性,引 起物体的运动有如下特点:①顺着毛的生长方向运动时毛皮产生的阻力可以忽略;②逆着毛的生长方向运动会受到来自毛皮的滑动摩擦力.                          

(1)试判断如图所示情况下,物体在上滑还是下滑时会受到摩擦力?

(2)一物体在有动物毛皮的斜面底端以初速v0=2 m/s冲上足够长的斜面,斜面的倾斜角为θ=30°,过了t=1.2 s物体回到出发点.若认为毛皮产生滑动摩擦力时,动摩擦因数μ为定值,g取10 m/s2,则μ的值为多少?

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(1)试判断如图所示情况下,物体在上滑还是下滑时会受到摩擦力?

(2)一物体在有动物毛皮的斜面底端以初速度v0=2 m/s冲上足够长的斜面,斜面的倾斜角为θ=30°,过了t=1.2 s物体回到出发点.若认为毛皮产生滑动摩擦力时,动摩擦因数μ为定值,g取10 m/s2,则μ的值为多少?

 

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