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物理|高考物理>理综物理大题


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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