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如圖所示,兩根相距l(xiāng)=0.25m平行放置的導電軌道,傾角α=30°,B=0.8T的勻強磁場垂直軌道平面向上.今在導軌上放一重為2N,電阻不計的金屬桿ab,其最大靜摩擦力為金屬棒對導軌壓力的
3
倍,電源電動勢E=12V,不計電源內阻,則能使金屬棒靜止在斜面上的電阻R的取值范圍是什么?
分析:要求電阻R的取值范圍,必須知道通電導線所受安培力的取值范圍,故需要知道靜摩擦力取值范圍和方向.
解答:解;根據左手定則可知ab所受的安培力沿斜面向上,
而ab所受的導軌的支持力FN=mgcosα=2×cos30°=
3
N,
故ab所受的最大靜摩擦力大小為f=
3
FN=3N,
而重力沿斜面向下的分力大小為mgsin30°=2×
1
2
=1N.
當靜摩擦力大小為1N且方向沿斜面向上時,安培力大小等于0,此時電阻為無窮大.
當靜摩擦力大小為3N且方向沿斜面向下時,安培力大小為4N,
根據F=B
E
R
L解得電阻R=
BEL
F
=
0.8×12×0.25
4
=0.6Ω
故有0.6Ω≤R,
故電阻R的取值范圍是大于等于0.6Ω..
點評:本題的難點是確定安培力的大小范圍,故需要根據靜摩擦力的大小和方向的可能取值確定安培力的方向.
練習冊系列答案
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(1)ab桿將做什么運動?
(2)若開始時就給ab沿軌道向下的拉力F使其由靜止開始向下做加速度為a的勻加速運動(a>gsinα).求拉力F與時間t的關系式.

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(1)求在△t時間內閉合電路產生感應電動勢大小E;
(2)若在△t時間內,電路中產生感應電流I=0.5A,求此過程中金屬棒受到的安培力大小F.

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(1)金屬細桿ef的最大加速度.
(2)金屬細桿,ef的最大速度.
(3)通過金屬細桿ef的最多電荷量.

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無限長通電直導線在周圍某一點產生的磁場的磁感應強度B的大小與電流成正比,與導線到這一點的距離成反比.如圖所示,兩根相距L的無限長直導線分別通有電流I和3I.在兩導線的連線上有a、b、c三點,a點為兩根直導線連線的中點,b、c兩點距導線的距離均為L.下列說法正確的是(  )精英家教網
A、a點和b點的磁感應強度方向相同B、a點和b點的磁感應強度大小之比為8:1C、c點和b點的磁感應強度方向相同D、c點和b點的磁感應強度大小之比為5:1

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