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162413. (2023•西工大附中•高二上期中) 德优题库如图所示,两平行导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°,导轨的一端接有电动势E=3V、内阻r=0.5Ω的直流电源,两导轨间的距离L=0.8m,在导轨所在空间内分布着磁感应强度B=0.5T。方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。现把一个质量m=0.1kg的导体棒ab放在金属导轨上,导体棒与金属导轨垂直且接触良好,导体棒的电阻R=1Ω,导体棒恰好刚要滑动,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。导轨电阻不计,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)ab棒受到的安培力大小;
(2)ab棒与导轨间的摩擦力大小和动摩擦因数μ。
(3)若磁场的方向变为竖直向上,磁感应强度大小可调,为使ab棒仍然静止在导轨上,则磁感应强度大小的最小值是多少?(结果保留两位有效数字)
共享时间:2023-11-23 难度:2
[考点]
用闭合电路的欧姆定律计算电路中的电压、电流或电阻,安培力作用下的受力平衡问题,
[答案]
见试题解答内容
[解析]
解:(1)根据闭合电路欧姆定律有

解得:I=2A
ab棒受到的安培力大小为
F=BIL
解得:F=0.8N
根据左手定则可知,ab棒受到的安培力方向沿导轨向上。
(2)ab棒所受重力沿导轨向下的分力大小
mgsinθ=0.1×10×0.6N=0.6N<F
可知,ab棒所受摩擦力沿导轨向下,由平衡条件有
F=f+mgsinθ
可得:f=0.2N
由于导体棒恰好刚要滑动,则有
f=μN=μmgcosθ
解得:μ=0.25
(3)若磁场的方向变为竖直向上,当磁感应强度大小取最小值时,安培力最小,则ab棒所受摩擦力沿导轨向上。
对导体棒分析受力如图所示。

由平衡条件有
mgsinθ=f1+F1cosθ
又F1=BminIL
f1=μN1=μ(mgcosθ+BminILsinθ)
解得:
答:(1)ab棒受到的安培力大小为0.8N;
(2)ab棒与导轨间的摩擦力大小为0.2,动摩擦因数μ为0.25;
(3)磁感应强度大小的最小值是
[点评]
本题考查了"用闭合电路的欧姆定律计算电路中的电压、电流或电阻,安培力作用下的受力平衡问题,",属于"易错题",熟悉题型是解题的关键。
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158307. (2024•西安一中•高二上二月) 德优题库某同学在学习了磁场对通电导线的作用力后产生想法,设计了一个简易的“电磁秤”。如图所示,两平行金属导轨CD、EF间距L=0.1m,与水平面夹角为37°,两导轨与电动势E0=9V内阻不计的电源、电流表(量程0~3A)、开关S、滑动变阻器R(阻值范围为0-100Ω)相连。质量M=0.14kg、电阻R0=2Ω的金属棒MN垂直于导轨放置。空间施加竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B=5T。垂直接在金属棒中点的轻绳与导轨平面平行,跨过定滑轮后另一端接有秤盘。在秤盘中放入待测物体,闭合开关S,调节滑动变阻器,当金属棒平衡时,通过读取电流表的读数就可以知道待测物体的质量。已知秤盘中不放物体且金属棒静止时电流表读数I0=0.1A。其余电阻、摩擦以及轻绳质量均不计,重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)求秤盘的质量m0
(2)求此“电磁秤”能称量的最大质量及此时滑动变阻器接入电路的阻值;
(3)为了便于得出秤盘上物体质量m的大小,请写出m与I的表达式。
共享时间:2024-12-19 难度:2 相似度:2
162876. (2021•西安中学•高二上期中) 德优题库如图所示,两平行金属导轨间的距离L=0.40m,金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°,在导轨所在平面内,分布着磁感应强度B=0.60T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.50Ω的直流电源,现把一个质量m=0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上,导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直、且接触良好,导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.5Ω,金属导轨电阻不计,g取10m/s2,已知sin37°=0.60,cos37°=0.80,求:
(1)导体棒受到的安培力;
(2)导体棒受到的摩擦力;
(3)若导轨光滑且磁感应强度B的方向改为竖直向上,为使导体棒仍然保持静止,则电路中需要另外接入一个多大的电阻。
共享时间:2021-11-16 难度:2 相似度:2
161924. (2022•长安区一中•高二上期末) 德优题库如图所示,水平放置的U形导轨足够长,置于方向竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为B=5T,导轨宽度L=0.4m,左侧与R=0.5Ω的定值电阻连接。右侧有导体棒ab跨放在导轨上,导体棒ab质量m=2.0kg,电阻r=0.5Ω,与导轨的动摩擦因数μ=0.2,其余电阻可忽略不计。导体棒ab在大小为10N的水平外力F作用下,由静止开始运动了x=40cm后,速度达到最大,取g=10m/s2.求:
(1)导体棒ab运动的最大速度是多少?
(2)当导体棒ab的速度v=1m/s时,导体棒ab的加速度是多少?
(3)导体棒ab由静止达到最大速度的过程中,电阻R上产生的热量是多少?
共享时间:2022-02-27 难度:4 相似度:1.5
158217. (2024•师大附中•高二上一月) 如图甲所示的电路,其中电源电动势E=6V,内阻r=2Ω,定值电阻R=4Ω,已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的阻值Rp的关系如图乙所示。滑动变阻器最大阻值为20Ω,求:
德优题库
(1)图乙中滑动变阻器的最大功率P2
(2)图乙中R2的阻值;
(3)求出滑动变阻器的功率最大时的电源效率。
共享时间:2024-10-10 难度:2 相似度:1
160747. (2019•高新一中•四模) 在如图所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,且R1=100Ω,R2阻值未知,R3是一滑动变阻器,当其滑片从左端滑至右端时,测得电源的路端电压随电流的变化图线如图所示,其中A、B两点是滑片在变阻器的两个不同端点得到的.
德优题库
求:(1)电源的电动势和内阻;
(2)定值电阻R2的阻值;
(3)滑动变阻器的最大阻值.
共享时间:2019-04-24 难度:2 相似度:1
162042. (2024•师大附中•高二上期中) 如图甲所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,且R1=100Ω,R2阻值未知,R3为滑动变阻器.当其滑片P从左端滑至右端时,测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示,其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的.求:
德优题库
(1)由图乙求电源的电动势和内阻;
(2)定值电阻R2的阻值;
(3)滑动变阻器的最大阻值。
共享时间:2024-11-13 难度:2 相似度:1
158400. (2024•铁一中学•高二上一月) 德优题库如图所示电路中,电源电动势E1=8V,内阻r=1Ω,定值电阻R1=2Ω,平行板电容器MN的电容C=10μF,调节滑动变阻器R,使得沿电容器MN的中心线射入的初速度v0=1m/s的带正电小球恰好沿直线运动,然后从CD板中点处的小孔O进入平行板电容器AB、CD之间。已知小球的质量m=1kg、电荷量q=+0.1C,平行板电容器MN上下两极板的间距为d1=5cm,平行板电容器AB、CD左右极板间距为d2=6cm,极板AB、CD长均为l=40cm,极板MN的右端与极板CD的距离忽略不计。当AB、CD极板间电压为U0时,小球恰好从CD极板下端D点离开。忽略电容器的边缘效应,重力加速度g取10m/s2。求:
(1)平行板电容器MN的电压和其所带的电荷量;
(2)滑动变阻器R接入电路的阻值;
(3)AB、CD极板间电压U0
共享时间:2024-10-29 难度:3 相似度:0.83
162186. (2024•西安八十五中•高二上期中) 德优题库如图,电源电动势为12V,内阻为2Ω,电阻R1为1Ω,R2为6Ω。开关闭合后,电动机恰好正常工作。已知电动机额定电压U为6V,线圈电阻RM为0.5Ω,问:
(1)电动机正常工作时通过R2的电流多大?
(2)电动机正常工作时产生的机械功率是多大?
(3)若R1、R2电阻可调,在确保电动机正常工作的前提下,当R1的阻值多大时,R1消耗的电功率最大?此时R2的阻值多大?
共享时间:2024-11-17 难度:3 相似度:0.83
162501. (2023•交大附中•高二上期中) 德优题库如图所示,两平行导轨间距为L=0.5m,导轨电阻忽略不计。导体棒ab质量为m=60g,位于导轨间的电阻R=1Ω,与导轨竖直部分接触良好。已知电源电动势为E=3V,内阻为r=0.5Ω,定值电阻R0=1.5Ω。在导体棒所在空间加一匀强磁场(图中仅用一根磁感线表示),磁场方向垂直于导体棒,且与竖直方向夹角θ可变,导体棒始终处于静止状态,重力加速度g=10m/s2,则:
(1)若磁场与竖直方向夹角θ=90°,求磁感应强度B1的大小;
(2)若导轨竖直部分与导体棒间的动摩擦因数为μ=0.5(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),且磁场与竖直方向夹角θ=0°,求磁感应强度B2的最小值。
共享时间:2023-11-15 难度:3 相似度:0.83

dygzwlyn

2023-11-23

高中物理 | 高二上 | 计算题

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2020*西工大*期末
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