物理|高考物理>理综物理大题
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今天来一个物理大题 。
如下图所示 , 两平行金属导轨间的距离L=0.40 m , 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=0.50 T、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=4.5 V、内阻r=0.50 Ω的直流电源.现把一个质量m=0.040 kg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=2.5 Ω金属导轨电阻不计 , g取
10 m/s2.已知sin 37°=0.60 , cos 37°=0.80 , 求:
(1)通过导体棒的电流;
(2)导体棒受到的安培力大小;
(3)导体棒受到的摩擦力
【解题思路】
这种题 , 出门做受力分析 , 准没错!
【解】
(1)求通过导体棒的电流
由于导体棒当前处于静止状态 , 所以没有切割磁感应线 , 未产生感应电流 。 【这句话一定要说】
因此 , 由全电路的欧姆定律 , 得通过导体棒的电流:
I=E/(r+R0) = 4.5/(0.5+2.5) A =1.5 A
(2)导体棒受到安培力方向沿着平行金属导轨向上 , 大小为
F安=BIL=0.5*1.5*0.4 N=0.3N
(3)为求摩擦力 , 作受力分析 , 如上图 , 重力mg沿着金属导轨方向与垂直金属导轨方向分解 。
假设摩擦力沿着金属斜面向上【这个假设是有意义的 , 如果求出来摩擦力是负的 , 说明实际力的方向是反向!!!】
两个方向的受力平衡 , 则:
mgcosθ=N ? ? ? (1)
mgsinθ=μN+F安 ? (2)
(1)(2)两式得:
μ=(mgsinθ-F安)/mgcosθ (3)
m=0.04kg g=10m/s2sinθ=0.6 , cosθ=0.8 , F安=0.3N代入上式 。 得
μ=-3/16。 摩擦系数求出来是负的!!!说明摩擦力与预设方向相反!!
从而:
摩擦力大小 f=|μmgcosθ|=0.06N,
摩擦力方向沿着平行导轨平面斜向下 。
【总结知识点】:
1.安培力的大小计算和方向判断(伸出右手手掌 , 四个手指头对着正电流I 方向 , 然后旋转手腕 , 让四指回握90度后正好对准磁感应强度B的方向 , 这个时候伸直大拇指 , 大拇指方向就是安培力方向 。 )
【为什么不用左手定则呢?】原因是有时候左手定则 , 有时候右手定则 , 会弄混 。。 我就开发了自己的右手定则来判断方向 。
【为什么说正电流呢?】有时候会遇到电子束运动方向的题目 , 这时候电流方向正好与电子束运动方向相反 。
2.全电路的欧姆定律
【物理|高考物理>理综物理大题】3.基础的受力分析
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