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如图所示,光滑的U形导电轨道与水平面的夹角为θ,空间有一范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场,一质量为m的光滑裸导体棒ab恰能静止在导轨上,试确定图中电池的正负极并求导体中的电流所受磁场力的大小(当地的重力加速度为g).
分析:导体棒受重力、支持力和安培力处于平衡,根据安培力的方向确定电力的方向,从而确定电池的正负极,根据共点力平衡求出磁场力的大小.
解答:解:导体棒的受力如图.根据左手定则,知电流的方向由a到b.所以只有当d为正极、c为负极时ab棒才可能静止.
由平衡条件可得F=mgtanθ.

答:电池d为正极,所受的磁场力大小为mgtanθ.
点评:解决本题的关键掌握左手定则判断安培力的方向,以及会运用合成法处理共点力平衡问题.
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(1)开始运动时,棒中的瞬时电流i和棒两端的瞬时电压u分别为多大?

(2)当棒的速度由v0减小到v0/10的过程中,棒中产生的焦耳热Q是多少?

 

 

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