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如图所示,两根平行光滑金属导轨MP、NQ与水平面成θ=37°角固定放置,导轨电阻不计,两导轨间距L=0.5m,在两导轨形成的斜面上放一个与导轨垂直的均匀金属棒ab,金属棒ab处于静止状态,它的质量为m=5×10-2kg.金属棒ab两端连在导轨间部分对应的电阻为R2=2Ω,电源电动势E=2V,电源内阻r=1Ω,电阻R1=2Ω,其他电阻不计.装置所在区域存在一垂直于斜面MPQN的匀强磁场.(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)求:
(1)所加磁场磁感应强度方向;
(2)磁感应强度B的大小.
分析:(1)金属棒ab处于静止状态,又是垂直于斜面MPQN的匀强磁场,则所受安培力沿斜面向上,由左手定则判断磁场的方向;
(2)根据闭合电路欧姆定律求出电流的大小,由平衡条件求出安培力的大小,根据安培力公式求B.
解答:解:(1)金属棒ab处于静止状态,又是垂直于斜面MPQN的匀强磁场,则所受安培力沿斜面向上,由左手定则判断磁场的方向垂直斜面向下.
(2)R1和R2并联的总电阻R=
R1R2
R1+R2
=1Ω
电路中的总电流I=
E
R+r

通过导体棒的电流I′=
I
2
=1A
根据导体棒受力平衡得:F=mgsinθ
导体棒受到安培力为F=B I′L
解得:磁感应强度为B=0.6T
答:(1)所加磁场磁感应强度方向垂直斜面向下;(2)磁感应强度B的大小为0.6T.
点评:本题是通电导体在磁场中平衡问题,分析受力情况,特别是安培力的情况是关键.
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相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

(2010?资阳三模)如图所示,水平放置的两根足够长的平行光滑杆AB和CD,各穿有质量分别为M和m的小球,两杆之间的距离为d,两球用自由长度为d 的轻质弹簧连接,现从左侧用档板将M球挡住,再用力把m向左边拉一段距离(在弹性限度内)后自静止释放,释放后,下面判断中不正确的是(  )

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

精英家教网(1)如图所示,两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L=lm,导轨平面与水平面成θ=30°角,上端连接R=1.5Ω的电阻,质量为m=0.2kg、阻值r=0.5Ω的金属棒ab放在两导轨上,与导轨垂直并接触良好,距离导轨最上端d=4m,整个装置处于匀强磁场中,磁场的方向垂直导轨平面向上.
①若磁感应强度B=0.5T,将金属棒释放,则金属棒匀速
下滑时电阻R两端的电压为
 
V;
②若磁感应强度的大小B随时间变化的关系式为B=0.5t,在平行于斜面的外力作用下ab棒始终保持静止,则当t=
 
s时外力恰好为零.
(2)利用双缝干涉测定光的波长实验中,取双缝间距d=0.5mm,双缝与光屏间距离L=0.5m,用某种单色光照射双缝得到干涉图象如图,分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数如图,则图中A位置的游标卡尺读数为
 
,B位置的游标卡尺读数为
 
,单色光的波长为
 
m.
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(3)现有以下器材:电流表A(量程0.6A、内阻rA=0.5Ω),电阻箱R(量程99.99Ω),待测电阻Rx,直流电源(电动势E和内阻r待测),单刀单掷开关S1,单刀双掷开关S2,带铁夹的导线若干.某探究实验小组设计如图所示的实验电路,用来测定待测电阻的阻值Rx、直流电源的电动势E和内阻r.
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①测量电阻Rx的阻值
i、将开关S1闭合、开关S2接a,读出电流表的示数I1
ii、保持开关S1闭合,将开关S2接b,调节电阻箱R的阻值,使得电流表的示数也为I1,此时电阻箱的阻值R=4.00Ω,则Rx=
 
Ω
②测电源的电动势E和内阻r
将开关S1闭合、开关S2接b,调节电阻箱R的阻值,记下电流表的示数I,得到若干组R、I的数据(见图),请根据图象求得电动势E=
 
V,内阻r=
 
Ω(保留两位有效数字).
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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(2011?泗阳县一模) (选做题)本题包括A、B、C三小题,请选定其中两题,并在相应答题区域内作答.若三题都做,则按A、B两题评分.
A.(选修3-3模块)
(1)以下说法中正确的是
A.物体内能取决于温度、体积和物质的量
B.布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映
C.浸润和不浸润均是分子力作用的表现
D.液晶对不同颜色光的吸收强度随电场强度的变化而变化
(2)如图所示,气缸内封闭一定质量的某种理想气体,活塞通过滑轮和一重物连接并保持平衡,已知活塞距缸口0.2m,活塞面积10cm2,大气压强1.0×105Pa,物重50N,活塞质量及一切摩擦不计,缓慢升高环境温度,使活塞刚好升到缸口,封闭气体吸收了60J的热量,同时气体对外做功10J的功,则封闭气体的压强将
不变
不变
选填“增加”、“减小”或“不变”),气体内能变化量为
50
50
J.
(3)用油膜法测量分子大小的实验中,将浓度为的一滴油酸溶液,轻轻滴入水中,稳定后形成了一层单分子油膜,测得一滴油酸溶液的体积为V0,形成的油膜面积为S,则油酸分子的直径约为多少?如果把油酸分子看成是球形的,该滴油酸分子数约为多少?
B.(选修3-4模块)
(1)下列说法中正确的有
A.不管光源与观察者是否存在相对运动,观察者观察到的光速是不变的
B.水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象
C.在光导纤维束内传送图象是利用光的色散现象
D.声源向静止的观察者运动,观察者接收到的频率小于声源的频率
(2)如图1所示为一个向右传播的t=0时刻的横波波形图,已知波从O点传到D点用0.2s,该波的波速为
10
10
 m/s,频率为
2.5
2.5
 Hz;t=0时,图中“A、B、C、D、E、F、G、H、I、J”各质点中,向y轴正方向运动的速率最大的质点是
D
D

(3)图2示是一透明的圆柱体的横截面,其半径R=20cm,折射率为
3
,AB是一条直径,今有一束平行光沿AB方向射向圆柱体,试求:
①光在圆柱体中的传播速度;
②距离直线AB多远的入射光线,折射后恰经过B点.
C.(选修模块3-5)
(1)下列说法正确的是
A.康普顿效应进一步证实了光的波动特性
B.为了解释黑体辐射规律,普朗克提出电磁辐射的能量的量子化
C.经典物理学不能解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征
D.天然放射性元素的半衰期与环境的温度有关
(2)90234Th是不稳定的,能自发地发生衰变.
①完成90234Th衰变反应方程90234Th→91234Pa+.
90234Th衰变为86222Rn,共经过
3
3
  次α衰变,
2
2
 次β衰变.
(3)光滑水平上有A、B两辆小车,A、B两车上分别固定一根条形磁铁和两根条形磁铁(条形磁铁是相同的),已知A车(包括车上的磁铁)的质量是B车(包括车上的磁铁)质量的4倍,当A车以已知速度v向静止的B车运动时,当它们之间的距离缩短到某一极限值后又被弹开,然后各自以新的速度做匀速直线运动,设作用前后它们的轨迹在同一直线上,求当A、B之间距离最短时它们各自的速度.

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科目:高中物理 来源:2010年江苏省苏北四市高三上学期第一次调研考试物理试题 题型:填空题

【选做题】(请从A、B和C三小题中选定两小题作答,并在答题卡相应的答题区域内作答,如都作答则按A、B两小题评分)
A.(选修模块3-3)(12分)
(1)下列说法中正确的是       
A.当分子间的距离增大时,分子间的引力变大而斥力变小
B.布朗运动反映了悬浮在液体中固体颗粒分子的无规则运动
C.气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁频繁碰撞而产生的
D.随着低温技术的发展,我们可以使温度逐渐降低,并最终达到绝对零度 
(2)一定质量的某种理想气体分别经历下图所示的三种变化过程,其中表示等压变化的是     (选填A、B或C),该过程中气体的内能     (选填“增加”、“减少”或“不变”)。

(3)在一个大气压下,1g水在沸腾时吸收了2260J的热量后变成同温度的水蒸汽,对外做了170J的功,阿伏伽德罗常数NA=6.0×1023mol-1,水的摩尔质量M=18g/mol。则
①水的分子总势能变化了           J;
②1g水所含的分子数为          (结果保留两位有效数字)。
B.(选修模块3-4)(12分)
(1)关于声波和光波,以下叙述正确的是       
A.声波和光波均为横波
B.声波和光波都能发生干涉、衍射现象
C.波速、波长和频率的关系式,既适用于声波也适用于光波
D.同一列声波在不同介质中传播速度不同,光波在不同介质中传播速度相同
(2)一根长绳左端位于平面直角坐标系的O点,t=0时某同学使绳子的左端开始做简谐运动,t=1s时形成如图所示波形。则该波的周期T= s,传播速度v= m/s。

(3)如图所示为直角三棱镜的截面图,一条光线平行于BC边入射,经棱镜折射后从AC边射出。已知∠A=θ=60°,该棱镜材料的折射率为      ;光在棱镜中的传播速度为     (已知光在真空中的传播速度为c)。

C.(选修模块3-5)(12分)
(1)在下列核反应方程中,x代表质子的方程是            
A.+         B.+
C.+            D.+
(2)当具有5.0 eV能量的光子照射到某金属表面后,从金属表面逸出的光电子的最大初动能是1.5 eV。为了使该金属产生光电效应,入射光子的最低能量为         
A.1.5 eV         B.3.5 eV           C.5.0 eV           D.6.5 eV
(3)一台激光器发光功率为P0,发出的激光在真空中波长为,真空中的光速为,普朗克常量为,则每一个光子的动量为   ;该激光器在秒内辐射的光子数为  

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科目:高中物理 来源:2011年天津市和平区耀华中学高考物理一模试卷(解析版) 题型:解答题

(1)如图所示,两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L=lm,导轨平面与水平面成θ=30°角,上端连接R=1.5Ω的电阻,质量为m=0.2kg、阻值r=0.5Ω的金属棒ab放在两导轨上,与导轨垂直并接触良好,距离导轨最上端d=4m,整个装置处于匀强磁场中,磁场的方向垂直导轨平面向上.
①若磁感应强度B=0.5T,将金属棒释放,则金属棒匀速
下滑时电阻R两端的电压为______V;
②若磁感应强度的大小B随时间变化的关系式为B=0.5t,在平行于斜面的外力作用下ab棒始终保持静止,则当t=______s时外力恰好为零.
(2)利用双缝干涉测定光的波长实验中,取双缝间距d=0.5mm,双缝与光屏间距离L=0.5m,用某种单色光照射双缝得到干涉图象如图,分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数如图,则图中A位置的游标卡尺读数为______,B位置的游标卡尺读数为______,单色光的波长为______m.

(3)现有以下器材:电流表A(量程0.6A、内阻rA=0.5Ω),电阻箱R(量程99.99Ω),待测电阻Rx,直流电源(电动势E和内阻r待测),单刀单掷开关S1,单刀双掷开关S2,带铁夹的导线若干.某探究实验小组设计如图所示的实验电路,用来测定待测电阻的阻值Rx、直流电源的电动势E和内阻r.

①测量电阻Rx的阻值
i、将开关S1闭合、开关S2接a,读出电流表的示数I1
ii、保持开关S1闭合,将开关S2接b,调节电阻箱R的阻值,使得电流表的示数也为I1,此时电阻箱的阻值R=4.00Ω,则Rx=______Ω
②测电源的电动势E和内阻r
将开关S1闭合、开关S2接b,调节电阻箱R的阻值,记下电流表的示数I,得到若干组R、I的数据(见图),请根据图象求得电动势E=______V,内阻r=______Ω(保留两位有效数字).


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