「選修3-1 3.4安培力作用下的平衡問題典型題【復(fù)習(xí)準備】」.doc

安培力作用下的平衡問題1.一根長為0.2m的金屬棒放在傾角為37的光滑斜面上，并通以I5 A的電流，方向如圖所示整個裝置放在磁感應(yīng)強度為B0.6 T、豎直向上的勻強磁場中，金屬棒恰能靜止在斜面上，則該棒的重力為多少？變式1：如圖所示,兩根平行放置的導(dǎo)電軌道,間距為L,傾角為,軌道間接有電動勢為E(內(nèi)阻不計)的電源,整個導(dǎo)軌處在一個豎直向上的勻強磁場中,電阻為R，質(zhì)量為m的金屬桿ab與軌道垂直放于導(dǎo)電軌道上靜止,軌道的摩擦和電阻不計,要使ab桿靜止,磁感應(yīng)強度應(yīng)多大?變式2：如圖所示，兩根平行放置的導(dǎo)電軌道，間距為L，傾角為，軌道間接有電動勢為E，內(nèi)阻為r的電源，現(xiàn)將一根質(zhì)量為m、電阻為R的金屬桿ab水平且與軌道垂直放置，金屬桿與軌道接觸摩擦和電阻均不計，整個裝置處在勻強磁場中且ab桿靜止在軌道上，求：（1）若磁場方向豎直，則磁感應(yīng)強度B1是多少？（2）如果通電直導(dǎo)線對軌道無壓力，則勻強磁場的磁感應(yīng)強度的B2是多少？方向如何？（3）若所加勻強磁場的大小和方向可以改變，則磁感應(yīng)強度B3至少多大？方向如何？2.在傾角為的斜面上，放置一段通有電流強度為I,長度為L，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒，（通電方向垂直紙面向里），如圖所示。（1）如斜面光滑，欲使導(dǎo)體棒靜止在斜面上，應(yīng)加勻強磁場，磁場應(yīng)強度B最小值是多少？（2）如果要求導(dǎo)體棒靜止在斜面上且對斜面無壓力，則所加勻強磁場磁感應(yīng)強度又如何？3.質(zhì)量為m、長度為L的導(dǎo)體棒MN靜止在水平導(dǎo)軌上，通過MN的電流為I，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，方向與導(dǎo)軌平面成角斜向下，如圖所示，求MN棒受到的支持力和摩擦力 4.如圖所示，一段長為1 m、質(zhì)量為2 kg的通電導(dǎo)體棒懸掛于天花板上現(xiàn)加一垂直紙面向里的勻強磁場，當(dāng)通入I2 A的電流時懸線的張力恰好為零求 (1)所加勻強磁場的磁感應(yīng)強度B的大??；(2)如果電流方向不變，通入電流大小變?yōu)? A時，磁感應(yīng)強度的大小為多少？此時懸線拉力又為多少？5.如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L0.40 m，金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角37 ，在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)，分布著磁感應(yīng)強度B0.50 T、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強磁場金屬導(dǎo)軌的一端接有電動勢E4.5 V、內(nèi)阻r0.50 的直流電源現(xiàn)把一個質(zhì)量m0.040 kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒恰好靜止導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點間的電阻R02.5 金屬導(dǎo)軌電阻不計， 取10 m/s2.已知sin 370.60，cos 370.80，求：(1)通過導(dǎo)體棒的電流；(2)導(dǎo)體棒受到的安培力大??；(3)導(dǎo)體棒受到的摩擦力6.如圖所示，電源電動勢E2 V，內(nèi)阻r0.5 ，豎直導(dǎo)軌寬L0.2 m，導(dǎo)軌電阻不計另有一金屬棒質(zhì)量m0.1 kg，電阻R0.5，它與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)0.4，靠在導(dǎo)軌的外面為使金屬棒不滑動，施加一垂直紙面指向紙里的勻強磁場(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g取10 m/s2) 求：磁感應(yīng)強度B的取值范圍7. 如圖所示，在傾角為=30的斜面上，固定一寬L=0.25 m的平行金屬導(dǎo)軌，在導(dǎo)軌上端接入電源和變阻器，電源電動勢E=12 V，內(nèi)阻r=1.0 。一質(zhì)量m=20 g的金屬棒ab與兩導(dǎo)軌垂直并接觸良好。整個裝置處于磁感強度B=0.80 T、垂直于斜面向上的勻強磁場中（導(dǎo)軌與金屬棒的電阻不計）。金屬導(dǎo)軌是光滑的，取g=10 m/s2，要保持金屬棒在導(dǎo)軌上靜止，求：（1）金屬棒所受到的安培力；（2）通過金屬棒的電流；（3）滑動變阻器R接人電路中的阻值。 8.在傾角30的斜面上，固定一金屬框，寬L=0.25m，接入電動勢E=12V,內(nèi)阻不計的電池，垂直框面放有一根質(zhì)量m=0.2kg的金屬棒ab，它與框架的動摩擦因數(shù)=/6，整個裝置放在磁感應(yīng)強度