电学中的平衡问题 高考物理备考练习

参考答案【例题1】【解析】弹簧伸长量为x1时，导体棒所受安培力沿斜面向上，根据平衡条件沿斜面方向有：mgsinα=kx1+BIL；电流反向后，导体棒所受安培力沿斜面向下，根据平衡条件沿斜面方向：mgsinα+BIL=kx2；联立两式得：B=（x2-x1）【答案】B【例题2】【解析】分别对两小球受力分析，由力的平衡条件可知，两小球在水平方向的合力均为零，则小球A在水平方向上，有Tsin30°＝Eq1，小球B在水平方向上，有T′sin60°＝Eq2，T′＝T，则联立可解得q1∶q2＝1∶eq\r(3)，C正确。【答案】C【例题3】【解析】对Q受力分析，可得Fsinθ＝mQg，Fcosθ＝N，由于P向左移，θ变小，则两球之间的库仑力F变大，杆BO对Q的弹力N变大，根据F＝keq\f(qPqQ,r2)可知两球间的距离变小，A错，D正确．把两个小球看成整体，竖直方向上杆AO对p球的弹力FN等于两球的重力之和，大小保持不变，水平方向杆AO对P的摩擦力f等于弹力N，则f变大，则B错，C正确．【答案】CD【例题4】【解析】由于滑块与绝缘木板之间动摩擦因数为0.5，静摩擦力能提供的最大加速度为μg=5m/s2，所以当0.6N的恒力作用于木板时，系统一起以的加速度一起运动，当滑块获得向左运动的速度以后又产生一个方向向上的洛伦兹力，当洛伦兹力等于重力时滑块与木板之间的弹力为零，此时Bqv=mg，解得：v=10m/s，此时摩擦力消失，滑块做匀速运动，而木板在恒力作用下做匀加速运动，．可知滑块先与木板一起做匀加速直线运动，然后发生相对滑动，做加速度减小的变加速，最后做速度为10m/s的匀速运动．故AD正确，B错误．木块开始的加速度为2m/s2，当恰好要开始滑动时，f=μ（mg-qvB）=ma，代入数据得：v=6m/s，此后滑块的加速度减小，仍然做加速运动．故C错误．故选AD【答案】AD【例题5】（1），方向由ba；（2）（L0+vt）；（3）【解析】（1）设经过时间t，则b点到O点的距离为L0+vt，长直导线MN在回路中的长度为L0+vt，此时直导线产生的感应电动势为E=B（L0+vt）v，整个回路的电阻R=（2+）（L0+vt）r，闭合电路aOb中感应电流的大小I===由楞次定律可判定回路中电流的方向由ba。（2）驱使MN作匀速运动的外力F大小等于安培力，则F=BI（L0+vt）=（L0+vt）（3）整个回路上产生的热功率P=I2R=（2+）（L0+vt）r=【例题6】qEcos【解析】物体做匀速直线运动，由平衡条件得：

在垂直于斜面方向上：N=mgcosθ+qEsinθ…①

在平行与斜面方向上：f+mgsinθ=qEcosθ…②

滑动摩擦力：f=μN…③

由①②③可得：μ＝fN【例题7】（1）（2）【解析】（1）根据闭合电路欧姆定律，当滑动变阻器的电阻为R1=1Ω时，电流（2）金属棒受重力mg、安培力F和支持力FN如图．根据平衡条件可得，mgsinθ=F1cosθ

又F1=BI1l

联立上式，解得磁感应强度当滑动变阻器的电阻为R2=4Ω时，电流又F2=BI2l=1.5×1×0.5N=0.75N

mgsinθ=0.2×10×sin37°=1.2N

∴mgsinθ＞F2cosθ，故金属棒受到沿导轨平面向上的摩擦力Ff

根据平衡条件可得，mgsinθ=F2cosθ+Ff

联立解得：Ff=mgsinθ-F2cosθ=0.2×10×sin37°-0.75×cos37°=0.6N【例题8】(1)6m/s(2)1.8N，水平向左【解析】(1)金属杆P最终匀速时，对P受力分析：FA＝m2gsinθFA＝BILI＝eq\f(E,R1＋R2)感应电动势E＝BLvP∴vP＝6m/s(2)当金属杆M运动到CC′时，根据