相距為20cm的平行金屬導(dǎo)軌傾斜放置,導(dǎo)軌所在平面與水平面的夾角為θ=37°.現(xiàn)在導(dǎo)軌上放一質(zhì)量為330g的金屬棒ab,它與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.50,整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T的豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,滑動(dòng)變阻器的阻值可按要求進(jìn)行調(diào)節(jié),g取10m/s2.為保持金屬棒ab處于靜止?fàn)顟B(tài)(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力),求:
(1)ab中通入的最大電流為多少?
(2)ab中通入的最小電流為多少?
(1)當(dāng)ab棒恰好不沿導(dǎo)軌上滑時(shí),ab中電流最大,受力如圖甲所示,此時(shí)最大靜摩擦力沿斜面向下,建立直角坐標(biāo)系,由ab平衡可知:
x方向:Fmax=μFNcosθ+FNsinθ①
y方向:mg=FNcosθ-μFNsinθ②
由①②兩式聯(lián)立解得:Fmax=mg
μcosθ+sinθ
cosθ-μsinθ
,代入數(shù)據(jù)解得Fmax=6.6N,
由Fmax=BImaxL,有
Imax=
Fmax
BL
=
6.6
2×0.2
A=16.5A.

(2)當(dāng)ab棒剛好不沿導(dǎo)軌下滑時(shí),ab中電流最小,受力如圖乙所示,此時(shí)最大靜摩擦力Ff′=μFN′,方向沿斜面向上,建立直角坐標(biāo)系,由平衡條件得:
x方向:Fmin=FN′sinθ-μFN′cosθ③
y方向:mg=μFN′sinθ+FN′cosθ④
由③④兩式解得:Fmin=mg
sinθ-μcosθ
μsinθ+cosθ
,
代入數(shù)據(jù)解得Fmin=0.6N,
由Fmin=BIminL,得Imin=
Fmin
BL
=
0.6
2×0.2
A=1.5A.
答:(1)ab中通入的最大電流為16.5A;(2)ab中通入的最小電流為1.5A.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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如圖所示,在青海玉樹(shù)抗震救災(zāi)中,一運(yùn)送救災(zāi)物資的直升飛機(jī)沿水平方向勻速飛行.已知物資的總質(zhì)量為m,吊運(yùn)物資的懸索與豎直方向成θ角.設(shè)物資所受的空氣阻力為Ff,懸索對(duì)物資的拉力為FT,重力加速度為g,則( 。
A.Ff=mgsinθB.Ff=mgtanθC.FT=
mg
cosθ
D.FT=mgcosθ

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圖中重物的質(zhì)量為m,輕細(xì)線AO和BO的A、B端是固定的.平衡時(shí)AO是水平的,BO與水平面的夾角為θ.AO的拉力F1和BO的拉力F2的大小是(  )
A.F1=mgcosθB.F1=mgcotθC.F2=mgsinθD.F2=
mg
sinθ

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,傾角為60°的斜面固定在水平面上,輕桿B端用鉸鏈固定在豎直墻上,A端頂住質(zhì)量為m、半徑為R的勻質(zhì)球并使之在圖示位置靜止,此時(shí)A與球心O的高度差為
R
2
,不計(jì)一切摩擦,輕桿可繞鉸鏈自由轉(zhuǎn)動(dòng),重力加速度為g,則有( 。
A.輕桿與水平面的夾角為60°
B.輕桿對(duì)球的彈力大小為2mg
C.斜面對(duì)球的彈力大小為mg
D.球所受的合力大小為mg,方向豎直向上

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖所示,細(xì)繩OA長(zhǎng)30cm,O端與質(zhì)量m=1kg的重物相連,A端與輕質(zhì)圓環(huán)(重力不計(jì))相連,圓環(huán)套在水平棒上可以滑動(dòng);定滑輪固定在距離圓環(huán)50cm的B處,跨過(guò)定滑輪的細(xì)繩,兩端分別與重物m、重物G相連.若兩條細(xì)繩間的夾角φ=90°,圓環(huán)恰好沒(méi)有滑動(dòng),不計(jì)滑輪大小,整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),滑動(dòng)摩擦力等于最大靜摩擦力.求:
(1)圓環(huán)與棒間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;
(2)重物G的質(zhì)量M.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,重物的質(zhì)量為m,輕細(xì)繩AO的A端和BO的B端固定,平衡時(shí)AO水平,BO與水平方向的夾角為60°。AO的拉力F1和BO的拉力F2與物體重力的大小關(guān)系是(     )
A.F1>mg
B.F1<mg
C.F2<mg
D.F2>mg

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同步練習(xí)冊(cè)答案