【題目】某同學(xué)自制一電流表,其原理如圖所示.質(zhì)量為m的均勻細(xì)金屬桿MN與兩條豎直懸掛的絕緣輕彈簧相連,彈簧的勁度系數(shù)為k,在矩形區(qū)域abcd內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直紙面向外,磁場(chǎng)邊界ab的長(zhǎng)度為L1,bc的長(zhǎng)度為L2,MN的長(zhǎng)度為L3,且L3L1.當(dāng)MN中沒(méi)有電流通過(guò)且處于靜止時(shí),MN與矩形區(qū)域的ad、bc中點(diǎn)連線重合,且指針指在標(biāo)尺的零刻度;當(dāng)MN中有電流通過(guò)時(shí),指針示數(shù)可表示電流強(qiáng)度大。MN始終在紙面內(nèi)且保持水平,重力加速度為g

1)當(dāng)電流表的示數(shù)為零時(shí),求每條彈簧的伸長(zhǎng)量;

2)若兩輕質(zhì)彈簧的彈力為零,求金屬桿MN中電流的大小和方向;

3)當(dāng)金屬桿中電流方向從MN時(shí),此電流表測(cè)量的最大值是多少?

【答案】(1) (2) NM (3)

【解析】試題分析:對(duì)金屬桿受力分析,受重力和兩個(gè)拉力,根據(jù)平衡條件并結(jié)合胡克定律列式分析即可;對(duì)金屬桿受力分析,受重力和安培力,根據(jù)平衡條件求解安培力,根據(jù)FA=BIL求解電流大小,根據(jù)左手定則判斷電流方向;當(dāng)金屬桿中電流方向從MN時(shí),根據(jù)左手定則,安培力向下,根據(jù)平衡條件和胡克定律求解最大安培力,根據(jù)FA=BIL求解最大電流大小。

1)設(shè)當(dāng)電流表示數(shù)為零時(shí),每條彈簧的伸長(zhǎng)量為x,由二力平衡條件得:mg=2kx

所以:

2)彈簧的彈力為零時(shí),金屬桿所受安培力應(yīng)該豎直向上,由左手定則可知,金屬桿中的電流方向?yàn)椋?/span>NM

由于彈簧的彈力為零,根據(jù)mg=BI1L1,

解得:

3)設(shè)電流表滿偏時(shí)通過(guò)MN的電流為Im,此時(shí)金屬桿到達(dá)ab磁場(chǎng)邊界,對(duì)桿受力分析根據(jù)平衡條件得:

解得:

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,一帶電微粒質(zhì)量為m=2.0×1011kg、電荷量q=+1.0×105C,從靜止開(kāi)始經(jīng)電壓為U1=100V的電場(chǎng)加速后,水平進(jìn)入兩平行金屬板間的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中,微粒射出電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角θ=60°,并接著沿半徑方向進(jìn)入一個(gè)垂直紙面向外的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,微粒射出磁場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角也為θ=60°.已知偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中金屬板長(zhǎng)cm,圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)的半徑,重力忽略不計(jì).求:

1)帶電微粒經(jīng)U1=100V的電場(chǎng)加速后的速率;

2)兩金屬板間偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E;

3)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小;

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示是一個(gè)由電池、電阻R與平行板電容器組成的串聯(lián)電路,平行板電容器中央有一個(gè)液滴處于平衡狀態(tài),保持B板不動(dòng),A板逐漸上移,則( 。

A. 電容器的電容變大

B. 電阻R中有從a流向b的電流

C. 液滴帶電性質(zhì)無(wú)法確定

D. 液滴將向上運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】圖中圓周是地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道,地球處在b位置,地球和太陽(yáng)連線上的ae位置、ed位置均關(guān)于太陽(yáng)對(duì)稱,當(dāng)一無(wú)動(dòng)力的探測(cè)器處在ac位置時(shí),它僅在太陽(yáng)和地球引力的共同作用下,與地球一起以相同的周期繞太陽(yáng)作圓周運(yùn)動(dòng),下列分析正確的是(

A. 該探測(cè)器在a位置的線速度大于c位置的線速度

B. 該探測(cè)器在a位置受到的引力大于c位置受到的引力

C. 若地球和該探測(cè)器分別在位置,它們也能以相同的周期運(yùn)動(dòng)

D. 若地球和該探測(cè)器分別在位置,它們也能以相同的周期運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】下列說(shuō)法正確的是 ____

A.液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)稱為布朗運(yùn)動(dòng)

B.在完全失重的狀態(tài)下,一定質(zhì)量的理想氣體壓強(qiáng)為零

C.一定質(zhì)量的理想氣體等壓膨脹過(guò)程中氣體一定從外界吸收熱量

D.合適的條件下,某些晶體可以轉(zhuǎn)變?yōu)榉瞧敷w,某些非晶體可以轉(zhuǎn)化為晶體

E.一定量的理想氣體保持壓強(qiáng)不變,當(dāng)溫度升高時(shí),每秒撞擊單位面積器壁的氣體分子數(shù)減少

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖甲所示,兩間距為d的水平放置的平行金屬板MN,M板某處C放有粒子源,C的正上方的ND處開(kāi)有一個(gè)可穿過(guò)粒子的小孔.間距L=2d的平行金屬導(dǎo)軌P、Q與金屬板M、N相連,導(dǎo)軌上存在一垂直紙面向里、大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一導(dǎo)體棒ab貼緊PQ以一定的初速度向右勻速進(jìn)入磁場(chǎng).在ab進(jìn)入磁場(chǎng)的瞬間,粒子源飄出一個(gè)初速度視為零、質(zhì)量為m、帶電量為q的粒子,在M、N間加速后從D處射出.在N板的上方(并與D點(diǎn)相切)有一個(gè)內(nèi)圓半徑R1=d、外圓半徑R2=3d的圓環(huán)形勻強(qiáng)磁場(chǎng),其大小也為B、方向垂直紙面向外,兩圓的圓心OCD在一豎直線上.不計(jì)粒子重力,忽略平行板外的電場(chǎng)以及磁場(chǎng)間的相互影響.

1C處飄出的粒子帶何種電荷?已知ab棒的速度為v0,求粒子到達(dá)N板時(shí)速度v

2)為了不讓粒子進(jìn)入內(nèi)圓半徑為R1的無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域,試求出ab棒的速度v0最大值v0m;

3)若ab棒的速度只能是,為了實(shí)現(xiàn)粒子不進(jìn)入半徑為R1的內(nèi)圓無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域,可以控制金屬導(dǎo)軌P、Q的磁場(chǎng)寬度(如圖乙所示),求該磁場(chǎng)寬度S的范圍.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,金屬環(huán)M、N用不可伸長(zhǎng)的細(xì)線連接,分別套在水平粗糙細(xì)桿和豎直光滑細(xì)桿上,當(dāng)整個(gè)裝置以豎直桿為軸以不同大小的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),兩金屬環(huán)一直相對(duì)桿不動(dòng),下列判斷正確的是

A. 轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度越大,細(xì)線中的拉力越大

B. 轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度越大,環(huán)M與水平桿之間的彈力越大

C. 轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度越大,環(huán)N與豎直桿之問(wèn)的彈力越大

D. 轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度不同,環(huán)M與水平桿之間的摩擦力大小可能相等

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】下列說(shuō)法正確的是 ____

A.液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)稱為布朗運(yùn)動(dòng)

B.在完全失重的狀態(tài)下,一定質(zhì)量的理想氣體壓強(qiáng)為零

C.一定質(zhì)量的理想氣體等壓膨脹過(guò)程中氣體一定從外界吸收熱量

D.合適的條件下,某些晶體可以轉(zhuǎn)變?yōu)榉瞧敷w,某些非晶體可以轉(zhuǎn)化為晶體

E.一定量的理想氣體保持壓強(qiáng)不變,當(dāng)溫度升高時(shí),每秒撞擊單位面積器壁的氣體分子數(shù)減少

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,在點(diǎn)電荷+Q電場(chǎng)中的一條水平電場(chǎng)線上取ab兩點(diǎn),其與O的距離關(guān)系是,當(dāng)在a處放一電量帶正電的檢驗(yàn)電荷時(shí),受到的電場(chǎng)力為。試求:

(1)a處的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小及方向;

(2)若將檢驗(yàn)電荷放在b點(diǎn),點(diǎn)電荷+Q受到的電場(chǎng)力多大?方向怎樣?

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