【題目】在傾角θ=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。垂直框面放置一根質(zhì)量m=0.2kg的金屬棒ab，它與框架間的動摩擦因數(shù)μ=，整個裝置放在磁感應(yīng)強度B=0.8T、垂直框面向上的勻強磁場中，如圖所示。

（1）當(dāng)調(diào)節(jié)滑動變阻器R的阻值為3Ω時，金屬棒靜止，求此時的摩擦力的大小和方向？

（2）當(dāng)調(diào)節(jié)滑動變阻器R的阻值在什么范圍內(nèi)時，可使金屬棒靜止在框架上？（框架與金屬棒的電阻不計，g取10m/s2）

【答案】（1）摩擦力向上，大小為0.2N；（2）1.6Ω≤R≤4.8Ω

【解析】

（1）根據(jù)歐姆定律知流過ab的電流

受力分析知安培力沿斜面向上，F安=BIl=0.8×4×0.25N=0.8N

重力沿斜面的分力為mgsin30°=1N

由于安培力小于重力沿斜面的分力，故摩擦力向上，f=mgsin30°﹣F安=0.2N

（2）當(dāng)滑動變阻器R取值較大，I較小時，安培力F較小，在金屬棒重力的分力作用下金屬棒有沿框面下滑的趨勢，金屬棒所受的靜摩擦力框面向上，金屬棒剛好不下滑時，滿足平衡條件，則得：Bl+μmgcosθ﹣mgsinθ=0

代入數(shù)據(jù)解得：Rmax=4.8Ω

當(dāng)安培力較大，摩擦力方向沿框面向下時：

Bl﹣μmgcosθ﹣mgsinθ=0

代入數(shù)據(jù)解得：Rmin=1.6Ω

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，AB支路由帶鐵芯的線圈和電流表A1串聯(lián)而成，設(shè)電流為I1；CD支路由電阻R和電流表A2串聯(lián)而成，設(shè)電流為I2.兩支路電阻阻值相同，在接通開關(guān)S和斷開開關(guān)S的瞬間，會觀察到( )

A. S接通瞬間，I I，斷開瞬間I I

B. S接通瞬間，I I，斷開瞬間I I

C. S接通瞬間，I I，斷開瞬間I I

D. S接通瞬間，I I，斷開瞬間I I

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在豎直桿上安裝一個光滑導(dǎo)向槽，使豎直上拋的小球通過導(dǎo)向槽能改變方向做平拋運動。不計經(jīng)導(dǎo)向槽時小球的能量損失，設(shè)小球從地面沿桿豎直上拋的速度大小為v，那么當(dāng)小球有最大水平位移時，下列說法正確的是(　　)

A. 導(dǎo)向槽位置應(yīng)在高為的位置

B. 最大水平距離為

C. 小球在上、下兩過程中，在經(jīng)過某相同高度時，合速度的大小總有v下＝2v上

D. 當(dāng)小球落地時，速度方向與水平方向成45°角

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】世界一級方程式錦標(biāo)賽新加坡大獎賽賽道單圈長5．067公里，共有23個彎道，如圖所示，賽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎時，常常在彎道上沖出跑道，則以下說法正確的是（ ）

A．是由于賽車行駛到彎道時，運動員未能及時轉(zhuǎn)動方向盤才造成賽車沖出跑道的

B．是由于賽車行駛到彎道時，運動員沒有及時減速才造成賽車沖出跑道的

C．是由于賽車行駛到彎道時，運動員沒有及時加速才造成賽車沖出跑道的

D．由公式F＝mω2r可知，彎道半徑越大，越容易沖出跑道

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一位同學(xué)做飛鏢游戲，已知圓盤的直徑為d，飛鏢距圓盤為L，且對準(zhǔn)圓盤上邊緣的A點水平拋出，初速度為v0，飛鏢拋出的同時，圓盤以垂直圓盤過盤心O的水平軸勻速運動，角速度為ω.若飛鏢恰好擊中A點，則下列關(guān)系正確的是(　　)

A. dv＝L2g

B. ωL＝π(1＋2n)v0，(n＝0,1,2,3…)

C. v0＝ω

D. dω2＝gπ2(1＋2n)2，(n＝0,1,2,3…)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，某飛行器先在近月圓形軌道Ⅰ上做勻速圓周運動，到達軌道Ⅰ的A點時點火變軌進入橢圓軌道Ⅱ，后沿軌道Ⅱ做橢圓運動，到達軌道Ⅱ的遠月點B時再次點火變軌，進入距月球表面高度為4R的圓形軌道Ⅲ繞月球做勻速圓周運動，R為月球半徑，則上述變軌過程中

A. 飛行器沿軌道Ⅰ運動的速率最大

B. 飛行器沿軌道Ⅲ運動的速率最小

C. 飛行器沿軌道Ⅲ運動的機械能最大

D. 根據(jù)a=可知，飛行器沿軌道Ⅱ過A點的加速度大于沿軌道I過A點的加速度

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示的金屬導(dǎo)體，長1、寬d、高h，導(dǎo)體中通有沿x 正方向的恒定電流I，空間存在沿z軸負方向的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B，已知金屬導(dǎo)體中單位體積內(nèi)自由電子個數(shù)為n，電子電荷量為e，則下列說法正確的是

A. 金屬導(dǎo)體的M面帶正電

B. 金屬導(dǎo)體中電荷定向移動速率為

C. 增加導(dǎo)體高度h，M、M′兩面間的電壓將增大

D. M、M′兩面間的電勢差為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，邊長為L的正方形虛線框內(nèi)充滿著垂直于紙面的勻強磁場，虛線AC及其上方的框內(nèi)磁場方向向里，虛線AC下方的框內(nèi)磁場方向向外，磁感應(yīng)強度大小均為B�，F(xiàn)有兩個比荷相同的帶電粒子a、b，分別以v1、v2的速度沿圖示方向垂直磁場方向射入磁場，并分別從B、C兩點離開磁場，設(shè)a、b兩粒子在磁場中運動的時間分別為t1、t2。則下列說法中正確的是

A. 粒子a一定帶正電，粒子b一定帶負電

B. v1︰v2可能等于1︰2

C. v1︰v2一定等于1︰1

D. t1：t2可能等于3︰2

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在伏安法測電阻的實驗中，待測電阻Rx的阻值約為200Ω，電壓表V的內(nèi)阻約為2kΩ，電流表A的內(nèi)阻約為10Ω，測量電路中電流表的連接方式如圖（a）或圖（b）所示，結(jié)果由公式Rx=計算得出，式中U與I分別為電壓表和電流表的示數(shù)．若將圖（a）和圖（b）中電路測得的電阻值分別記為Rx1和Rx2，則 （選填“Rx1”或“Rx2”）更接近待測電阻的真實值，且測量值Rx1 （選填“大于”“等于”或“小于”）真實值，測量值Rx2 （選填“大于”“等于”或“小于”）真實值．若電壓表V的內(nèi)阻為2kΩ，電流表A的內(nèi)阻約為10Ω，測電阻Rx的阻值應(yīng)采用 （選填“內(nèi)接法”“外接法”或“內(nèi)外接均可以”）求得真實值（忽略讀數(shù)誤差）．

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