貴州省晴隆一中20xx屆高三物理一輪復(fù)習(xí)磁場對(duì)通電導(dǎo)線的作用力-資料下載頁
2025-01-10 12:11本頁面
【正文】 E BLv? 0 ，棒中感應(yīng)電流 I ER? ，作用于棒上的安培力 F ILB? ，聯(lián)立解得 F L v BR? 2 0 2 ， 安培力方向：水平向左； (2）由功和能的關(guān)系，得安培力做功 W E mvP1 0 212? ?， 電阻 R上產(chǎn)生的焦耳熱 Q mv EP1 0 212? ?； (3）由能量轉(zhuǎn)化平衡條件等，可判斷：棒最終靜止于初始位置 Q mv? 12 02 。 41．如圖所示，在傾角都為 θ 的光滑導(dǎo)軌上，放一根長為 l、質(zhì)量為 m的金屬棒 ab，在通電金屬 棒所在空間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場，金屬棒 ab 在磁場中處于靜止?fàn)顟B(tài)，則金屬棒 ab中的電流大小為多大？方向如何？ 【答 案】 F 安 =BIl ① 又∵ F 安 =mgtgθ ② 由①②可得： BlmgtgI ?? 方向：由 b指向 a 42．在赤道上的地磁場可以看成沿南北方向的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小 104T。如果在赤道上有一根沿東西方向的直導(dǎo)線，長為 20m，導(dǎo)線中通有從東到西的電流 10A。地磁場對(duì)著根導(dǎo)線作用有多大？方向如何？ 【答案】 電流方向和磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直，由磁感應(yīng)強(qiáng)度公式得： ILFB? 由安培定則（左手）知，電流所受的地磁場力方向指向地心。 43．如圖甲，在水平桌面上固定著兩根相距 20 cm、相互平行的無電阻軌道PQ和軌道一端固定一根電阻為 Ω的導(dǎo)體棒 a，軌道上橫置一根質(zhì)量為 40g、電阻為 b，兩棒相距 20cm．該軌道平面處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可以調(diào)節(jié)的豎直向上的勻強(qiáng)磁場中．開始時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度 B0= T(設(shè)棒與軌道間的最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力相等， g 取 10 m/s2),若保持磁感應(yīng)強(qiáng)度 B0的大小不變，從 t=0時(shí)刻開始，給 b棒施加一個(gè)水平向右的拉力，使它做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)．此拉力 F的大小隨時(shí)間 t 變化關(guān)系如圖乙所示．求勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度及 b棒與導(dǎo)軌間的滑 動(dòng)摩擦力． 【答案】 (1)由圖象可得到拉力 F 與 t 的大小隨時(shí)間變化的函數(shù)表達(dá)式為 F=F0+ t..ttF 1040 ???? 當(dāng) b棒勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律有： FfF 安 =ma F 安 =B0IL I= rLvBrE 22 0? v=at ∴ F 安 = traLB2220 聯(lián)立可解得 F=f+ma+ tralB2220 將據(jù)代入，可解得 a=5m/s2 f= 44．如圖所示， ab和 cd 是兩條豎直放置的長直光滑金屬導(dǎo)軌， MN 和 M′ N′是兩根用細(xì)線連接的金屬桿，其質(zhì)量分別為 m和 F作用在桿MN 上，使兩桿水平靜止，并剛好與導(dǎo)軌接觸，兩 桿的總電阻為 R，導(dǎo)軌間距為 B 的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向與導(dǎo)軌所在平面垂直．導(dǎo)軌電阻可忽略，重力加速度為 t＝ 0時(shí)刻將細(xì)線燒斷，保持 F不變，金屬桿和導(dǎo)軌始終接觸良好．求： (1)細(xì)線燒斷后，任意時(shí)刻兩桿運(yùn)動(dòng)的速度大小之比； (2)兩桿分別達(dá)到的最大速度． 【答案】 (1)細(xì)線燒斷之前，對(duì)整體分析有 F＝ 3mg ① 設(shè)細(xì)線燒斷后任意時(shí)刻 MN的速度為 v， M′ N′的速度為 v′ MN的加速度為 a， M′ N′的加速度為 a′， 由牛頓第二定律知： a＝ F－ mg－ F安m ② a′＝ 2mg－ F安 ′2m ③ 二者受到的安培力大小相等 F 安 ＝ F 安 ′ ④ 任意時(shí)刻兩桿速度之比 vv′ ＝ ata′ t ⑤ 由 ①②③④⑤ 解得 vv′ ＝ 21 ⑥ (2)兩桿速度達(dá)到最大值時(shí) a＝ 0 ⑦ 由安培力公式知 F 安 ＝ BIl ⑧ 由閉合電路歐姆定律知 I＝ Blvm＋ Blvm′R ⑨ 由 ①②⑥⑦⑧⑨ 得 vm＝ 4mgR3B2l2 ⑩ 此時(shí) M′ N′的速度值為 vm′＝ 12v＝ 2mgR3B2l2
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