精英家教網(wǎng)位于同一水平面上的兩根平行導電導軌,放置在斜向左上方、與水平面成60°角足夠大的勻強磁場中,現(xiàn)給出這一裝置的側視圖,一根通有恒定電流的金屬棒正在導軌上向右做勻速運動,在勻強磁場沿順時針緩慢轉過30°的過程中,金屬棒始終保持勻速運動,則磁感應強度B的大小變化可能是( 。
A、始終變大B、始終變小C、先變大后變小D、先變小后變大
分析:金屬棒做勻速直線運動,處于平衡狀態(tài),所受合力為零,對金屬棒進行受力分析,由平衡條件分析答題.
解答:解:以金屬棒為研究對象,受重力、安培力、彈力和摩擦力,如圖所示精英家教網(wǎng)
安培力F=BIL,
兩角的關系θ=90°-α,
f=μN,
由平衡條件得:
G=N+BILsinθ,f=BILcosθ,
解得:B=
μG
IL(cosθ+μsinθ)
,
當B轉過30°的過程中,安培力與沿順時針轉動,所以θ從300減小到00,據(jù)數(shù)學知識可知:
磁感應強度可能始終變大,也可能先變小后變大,故AD正確,BC錯誤;
故選:AD.
點評:對導體棒正確受力分析、應用平衡條件即可正確解題;解題關鍵利用平衡條件求出B的表達式,再利用注意數(shù)學知識求解.
練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,OP1Q1與OP2Q2是位于同一水平面上的兩根光滑金屬導軌,處在豎直向下的勻強磁場中,磁感應強度為B.導軌的OP1段與OP2段相互垂直,長度相等,交于O點.導軌的P1Q1段與P2Q2段相互平行,并相距2b.一金屬細桿在垂直于金屬桿的水平外力作用下,t=0的時刻從O點出發(fā),以恒定的速度v沿導軌向右滑動.在滑動過程中,桿始終保持與導軌的平行段相垂直,桿與導軌有良好的接觸.假定導軌和金屬桿都有電阻,每單位長度的電阻都是r.求:
(1)金屬桿在正交的OP1、OP2導軌上滑動時,加在   金屬桿上外力的功率隨時間的變化關系?
(2)金屬桿運動到P1、P2右側x處電流的大?

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(2005?南通模擬)位于同一水平面上的兩根平行導電導軌,放置在斜向左上方、與水平面成60°角足夠大的勻強磁場中,現(xiàn)給出這一裝置的側視圖,一根通有恒定電流的金屬棒正在導軌上向右做勻速運動,在勻強磁場沿順時針緩慢轉過30°的過程中,金屬棒始終保持勻速運動,則磁感強度B的大小變化可能是(  )

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(2013?南昌二模)如圖所示,OP1Q1與OP2Q2是位于同一水平面上的兩根金屬導軌,處在沿豎直方向的勻強磁場中,磁感應強度為B,長度相等的導軌OP1段與OP2段相互垂直,交于O點.導軌的P1Q1與P2Q2段相互平行,相距為2b.一根質量為m的金屬細桿,在t=0s時從O點出發(fā),在外力作用下以恒定的速度v沿導軌向右滑動.在滑動的過程中,桿速度的方向始終保持與導軌的平行段相平行,且與OP1成45°夾角,桿與導軌有良好的接觸.假定導軌與金屬桿都有電阻,且每單位長度的電阻都是r.不計金屬細桿與軌道之間的摩擦.
(1)金屬桿在正交的OP1、OP2導軌上滑動時,通過金屬桿中的電流多大?
(2)從開始運動到t=
bv
過程中,外力一共做了多少的功?
(3)若控制外力,使金屬桿從靜止開始作勻加速直線運動,加速度大小為a,試寫出外力隨時間變化的規(guī)律.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,OP1Q1與OP2Q2是位于同一水平面上的兩根金屬導軌,處在沿豎直方向的勻強磁場中,磁感應強度為B,長度相等的導軌OP1段與OP2段相互垂直,交于O點.導軌的P1Q1與P2Q2段相互平行,相距為2b.一根質量為m的金屬細桿,在t=0s時從O點出發(fā),在外力作用下以恒定的速度v沿導軌向右滑動.在滑動的過程中,桿始終保持與導軌的平行段相垂直,速度方向與導軌的平行段相平行,桿與導軌有良好的接觸.假定導軌與金屬桿都有電阻,且每單位長度的電阻都是r.不計金屬細桿與軌道之間的摩擦.
(1)金屬桿在正交的OP1、OP2導軌上滑動時,通過金屬桿中的電流多大?
(2)當t=
2b
V
時,金屬桿受到的安培力多大?
(3)從開始運動到t=
b
V
過程中,外力一共做了多少的功?
(4)若控制外力,使金屬桿從靜止開始作勻加速直線運動,加速度始終為a,試寫出外力隨時間變化的規(guī)律.

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