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磁鐵有N、S兩極,跟正負電荷有很大的相似性,人們假定在一根磁棒的兩極上有一種叫做“磁荷”的東西,N極上的叫做正磁荷,S極上的叫做負磁荷,同號磁荷相斥,異號磁荷相吸.當磁極本身的幾何線度遠比它們之間的距離小的多時,將其上的磁荷叫做點磁荷.
磁的庫侖定律是:兩個點磁荷之間的相互作用力F沿著他們之間的連線,與它們之間的距離r的平方成反比,與每個磁荷的數量(或稱磁極強度)qM1、qM2成正比.用公式表示為
F=
(1)上式中的比例系數k=10-7Wb/A?m,則磁極強度qM的國際單位(用基本單位表示)是__________;
(2)同一根磁鐵上的兩個點磁荷的磁極強度可視為相等,磁荷的位置可等效的放在圖2中的c、d兩點,其原因是____________.
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如圖1所示,厚度為h,寬度為d的導體板放在垂直于它的磁感應強度為B的均勻磁場中,當電流通過導體板時,在導體板上側面A和下側面A′之間會產生電勢差,這種現(xiàn)象稱為霍爾效應,實驗表明,當磁場不太強時,電勢差U、電流I和B的關系為U=KIB/D.式中的比例系數K稱為霍爾系數.霍爾效應可解釋如下:外部磁場的洛侖茲力使運動的電子聚集在導體板的一側,在導體板的另一側會出現(xiàn)多余的正電荷,從而形成橫向電場,橫向電場對電子施加與洛侖茲力方向相反的靜電力,當靜電力與洛侖茲力達到平衡時,導體板上下兩側之間就會形成穩(wěn)定的電勢差.
設電流I是自由電子的定向流動形成的,電子的平均定向速度為v,電荷量為e,回答下列問題:
(1)電子所受的洛侖茲力的大小為_________;
(2)當導體板上下兩側之間的電勢差為U時,電子所受靜電力的大小為______.
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U形光滑金屬導軌與水平面夾角α=30°,其內串聯(lián)接入一只規(guī)格是“6V、3W”的小燈L,如圖1所示.垂直導軌平面有向上的勻強磁場,有一長為40cm、質量為10g的金屬桿MN在導軌上滑下時與導軌始終垂直.當桿MN有最大速度時小燈L恰好正常發(fā)光,求磁場的磁感應強度B.
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如圖A-6所示,導體框架有一勻強磁場垂直穿過,磁感應強度B=0.2T,電阻R1=R2=1Ω,可動導體的電阻為0.5Ω,導體框的電阻不計,AB長度為0.5m,當AB以10m/s的速度勻速移動的過程中,AB兩端的電壓UAB=______V,所需外力的大小F=______N,外力的功率PF=______W
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如圖1所示的兩個相同形狀和大小的容器,甲的較大的一端在底部,乙的較小的一端在底部,兩個容器中都盛滿水,放在水平桌面上,則水對容器的底部產生的壓強哪個大?容器底部對桌面產生的壓強哪個大?
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如圖A-7所示,在水平金屬導軌上有電阻R=0.1Ω,金屬桿ab與導軌組成一閉合矩形電路,兩條導軌的間距離L1=40cm,矩形中導軌長L2=50cm,導軌區(qū)域處于與水平面成30°角的勻強磁場,磁感應強度隨時間變化規(guī)律是B=(2+0.2t)T,若t=10s時ab仍靜止,導軌與ab的電阻不計,則這時流經ab的電流I=_____A,ab所受的摩擦力大小為_______N,方向向_______(填“左”或“右”).
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