12．如圖所示，兩平行導(dǎo)軌所在平面與水平面夾角為θ=30°，導(dǎo)軌間距L=0.25m，在導(dǎo)軌上端接入電源和滑動(dòng)變阻器，電源電動(dòng)勢(shì)為E=12v，內(nèi)阻不計(jì)．金屬棒ab質(zhì)量m=0.5kg，置于導(dǎo)軌上與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.8T，方向與導(dǎo)軌平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．金屬棒與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，導(dǎo)軌與金屬棒的電阻不計(jì)，取g=10m/s2，要保持金屬棒在導(dǎo)軌上靜止（設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力）．計(jì)算滑動(dòng)變阻器R接入電路中的阻值并說(shuō)明勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向．（保留3位有效數(shù)字）

分析 金屬棒受重力、摩擦力、安培力和支持力而平衡，若電阻較小，電流較大時(shí)摩擦力沿斜面向下；若電阻較大，電流較小時(shí)摩擦力沿斜面向上

解答 解：由于mgsin30＞μmgcos30°，故受到的安培力必須沿斜面向上，故磁場(chǎng)金屬棒受重力、摩擦力、安培力和支持力而平衡，若電阻較小，電流較大時(shí)摩擦力沿斜面向下，有：
：mgsin30°+f=BIL
代入數(shù)據(jù)解得：I=23.325A
設(shè)變阻器接入電路的阻值為R，根據(jù)閉合電路姆定律可得：
E=IR
代入數(shù)據(jù)解得：R=0.514Ω
若電阻較大，電流較小時(shí)摩擦力沿斜面向上：mgsin30°=f+BI′L
代入數(shù)據(jù)解得：I′=1.675A
設(shè)變阻器接入電路的阻值為R，根據(jù)閉合電路姆定律可得：
E=I′R′
代入數(shù)據(jù)解得：R′=7.16Ω
所以0.514Ω≤R≤7.16Ω
答：滑動(dòng)變阻器R接入電路中的阻值為0.514Ω≤R≤7.16Ω，方向垂直于斜面向下

點(diǎn)評(píng) 考查安培力表達(dá)式、受力平衡條件、歐姆定律等規(guī)律，并要求掌握與理解．注意左手定則與右手定則區(qū)分，并畫(huà)出正確的受力圖也是本題關(guān)鍵之處

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

2．自行車是很普及的代步工具，不論它的品牌如何，從自行車的結(jié)構(gòu)和使用上來(lái)看，它涉及許多物理知識(shí)，下列對(duì)其認(rèn)識(shí)正確的是（　�。�
A．自行車輪胎、車把套、腳踏板以及剎車處均刻有花紋，并且都使用動(dòng)摩擦因數(shù)大的材料，是為了增大了摩擦力
B．車軸處經(jīng)常涂一些潤(rùn)滑油，以減小接觸面粗糙程度來(lái)減小摩擦力
C．車軸處一般有滾珠，變滾動(dòng)摩擦為滑動(dòng)摩擦來(lái)減小摩擦力
D．剎車時(shí)，用力捏緊車閘，以增大剎車塊與車圈之間的壓力，從而增大摩擦力

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

3．2013年6月20日上午，王亞平在“天宮一號(hào)”中進(jìn)行了中國(guó)載人航天史上的首次太空授課，如圖1所示．王亞平在失重環(huán)境下講授并展示了彈簧秤實(shí)驗(yàn)、單擺實(shí)驗(yàn)、陀螺實(shí)驗(yàn)、水球?qū)嶒?yàn)等．
為了簡(jiǎn)化問(wèn)題便于研究，將“天宮一號(hào)”繞地球的運(yùn)動(dòng)視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)（示意圖如圖2所示）．已知這次太空授課的時(shí)間為t，“天宮一號(hào)”距離地面的高度為h，地球質(zhì)量為M，地球半徑為R，引力常量為G．
（1）求在太空授課的過(guò)程中“天宮一號(hào)”繞地球運(yùn)行的線速度大��；
（2）求在這次太空授課的時(shí)間t內(nèi)“天宮一號(hào)”與地心連線所轉(zhuǎn)過(guò)的角度；
（3）在太空失重的環(huán)境中，可以做很多有趣的實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你寫(xiě)出其中一個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，并�?jiǎn)述實(shí)驗(yàn)方案．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

20．如圖所示，電源的電動(dòng)勢(shì)E=220V，電阻R1=80Ω，電動(dòng)機(jī)繞組的電阻R0=2Ω，電鍵S1始終閉合．當(dāng)電鍵S2斷開(kāi)時(shí)，電阻R1的電功率是500W；當(dāng)電鍵S2閉合時(shí)，電阻R1的電功率是320W，求：
（1）電源的內(nèi)電阻；
（2）當(dāng)電鍵S2閉合時(shí)電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

7．小球在光滑斜面上自由上滑和自由下滑時(shí)的加速度是相同的，若有一個(gè)小球，以10m/s的速度沖上一個(gè)較長(zhǎng)的斜面時(shí)，剛好能在位移10m時(shí)速度減為零，則在小球的位移為5m時(shí)，小球運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

17．如圖所示，套在絕緣棒上的小球，質(zhì)量為0.1g，帶有q=4×10-4C的正電荷，小球在棒上可以自由滑動(dòng)，直棒放在互相垂直且沿水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)E=10N/C和勻強(qiáng)磁場(chǎng)B=0.5T之中，小球和直棒之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2，求小球由靜止沿棒下滑的最大加速度和最大速度．（設(shè)小球在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中電量保持不變）思考：若將電場(chǎng)強(qiáng)度的方向改為水平向右，其他條件不變，結(jié)果又如何？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

4．如圖所示，相互垂直的固定絕緣光滑擋板PO豎直放置，QO水平放置，a、b為兩個(gè)質(zhì)量均為m，帶有同種電荷，電量均為q的小球（可視為點(diǎn)電荷），當(dāng)用水平向左的作用力F作用于b時(shí)，a、b緊靠擋板處于靜止?fàn)顟B(tài)．已知a、b連線與豎直方向的夾角為37°（sin37°=0.6，cos37°=0.8，靜電力常量為k，重力加速度為g），則下列說(shuō)法正確的是（　�。�
A．a、b間距離r=q$\sqrt{\frac{k}{5mg}}$
B．小球a對(duì)光滑擋板PO的作用力可能小于F
C．現(xiàn)若稍微改變F的大小，使b稍向左移動(dòng)一小段距離，則當(dāng)a、b重新處于靜止?fàn)顟B(tài)后，系統(tǒng)重力勢(shì)能增加
D．現(xiàn)若稍微改變F的大小，使b稍向右移動(dòng)一小段距離，則當(dāng)a、b重新處于靜止?fàn)顟B(tài)后，系統(tǒng)重力勢(shì)能減小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

16．要使兩物體（可視為質(zhì)點(diǎn)）間的萬(wàn)有引力減小到原來(lái)的$\frac{1}{16}$，下列辦法不可采用的是（　　）
A．使兩物體的質(zhì)量各減小到原來(lái)的$\frac{1}{4}$，距離不變
B．使其中一個(gè)物體的質(zhì)量減小到原來(lái)的$\frac{1}{16}$，距離不變
C．使兩物體間的距離增大到原來(lái)的4倍，質(zhì)量不變
D．使兩物體間的距離和質(zhì)量都減小到原來(lái)的$\frac{1}{16}$

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

17．如圖所示，一帶正電的小球從絕緣水平臺(tái)上以速度v0水平飛出，經(jīng)實(shí)踐t1落在水平地面上著地速度大小為v1：若在空間內(nèi)加上垂直紙面向里的磁場(chǎng)，經(jīng)時(shí)間t2落在水平地面上，著地速度大小為v2，則（　�。�
A．V2等于V1B．t2等于t1C．v2大于v1D．t2小于t1

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