【題目】如圖所示是一個(gè)可以用來測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度的裝置,其上部是一根粗細(xì)均勻截面積為S的細(xì)管子,下部是一截面積為正方形(邊長(zhǎng)為L)的容器。該容器左右兩壁為導(dǎo)體,其他各面是絕緣的,其底部與大氣相通。容器內(nèi)有一個(gè)正方形的金屬活塞,其邊長(zhǎng)也為L,可在容器內(nèi)無摩擦滑動(dòng)。活塞下面有一輕質(zhì)彈簧支撐著,已知彈簧的勁度系數(shù)為k,(實(shí)驗(yàn)中彈簧形變不超過彈性限度);活塞上部充滿密度為ρ的絕緣油。容器的左右兩壁與一電路連接,被測(cè)磁場(chǎng)的磁感線垂直容器的外表面。閉合電鍵K后,豎直管中油柱的上表面的高度發(fā)生變化,以此來指示被測(cè)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。

(1)閉合電鍵K后,油柱的上表面如何移動(dòng)?

(2)若電流表的示數(shù)為I,油柱上表面變化的高度為x,則磁感應(yīng)強(qiáng)度B為多大?

(3)在磁感應(yīng)強(qiáng)度B保持不變的情況下,要使油柱的上表面高度變化更明顯,可采用什么措施?(請(qǐng)列舉兩條)

【答案】(1)向下移動(dòng) (2) (3)增大電流I(滑動(dòng)變阻器向上滑動(dòng)),增大L,減小k、ρS均可以使x變化更明顯

【解析】(1) 閉合電鍵K前,活塞受到:重力、彈簧的彈力和液體的壓強(qiáng)產(chǎn)生的壓力(大氣產(chǎn)生的壓力上下相互抵消),設(shè)這時(shí)液體的高度為h0,由受力平衡得:mg+ρgh0L2=F0

F0是開始時(shí)彈簧的彈力,

閉合電鍵K后,電流的方向從右向左,根據(jù)左手定則可以判定安培力的方向向下,此時(shí)的受力平衡:mg+ρghL2+BIL=F

此時(shí)向下的力增加了一個(gè),故液體的壓強(qiáng)產(chǎn)生的壓力要減小,即液體的高度要減小,油柱的是上表面要下降;

(2) 油柱上表面下降x,進(jìn)入容器的液體的體積:△V=Sx

活塞下降的高度: ,

液體的高度:

彈簧的彈力變化:

聯(lián)立①②③④解得: ;

(3) 通過⑤式可以看出:增大電流I或減小液體的密度ρ,減小彈簧的勁度系數(shù)k,減小細(xì)管的面積等都可以實(shí)現(xiàn)。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一節(jié)鉛蓄電池的電動(dòng)勢(shì)為2V,下列說法正確的是

A. 非靜電力把1C的正電荷在蓄電池內(nèi)從負(fù)極移送到正極做功為2J

B. 非靜電力把1C的正電荷在蓄電池內(nèi)從正極移動(dòng)到負(fù)極做的功為2J

C. 無論是否接入電路,蓄電池兩極間的電壓始終為2V

D. 蓄電池在1s內(nèi)一定把2J的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為2J的電能

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一通電螺線管P水平放置,其左側(cè)用絕緣絲線懸掛一輕質(zhì)鋁環(huán)Q,螺線管的中軸線通過鋁環(huán)的中心并與鋁環(huán)所在平面垂直。當(dāng)閉合開關(guān)S的瞬間

A. 鋁環(huán)中產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流(從右向左看)

B. 鋁環(huán)中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流(從右向左看)

C. 鋁環(huán)向左擺動(dòng)

D. 鋁環(huán)向右擺動(dòng)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩個(gè)物體AB在同一直線上沿同一方向同時(shí)運(yùn)動(dòng)的v-t圖線。已知在第3 s末兩個(gè)物體在途中相遇,則下列說法正確的是(

A. 兩物體從同一地點(diǎn)出發(fā)

B. 出發(fā)時(shí)AB3 m

C. 3 s末兩個(gè)物體相遇后,兩物體一定不可能再相遇

D. 運(yùn)動(dòng)過程中B的加速度小于A的加速度

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,甲、乙、丙三輛車行駛在平直公路上,車速分別為5m/s、8m/s10m/s。當(dāng)甲、乙、丙三車依次相距6m時(shí),乙駕駛員發(fā)現(xiàn)甲車開始以1m/s2的加速度做勻減速運(yùn)動(dòng),于是乙也立即做勻減速運(yùn)動(dòng),丙車亦同樣處理,直到三車都停下來時(shí)均未發(fā)生撞車事故。

1求乙車減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小至少應(yīng)為多大?

2求丙車減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小至少應(yīng)為多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩個(gè)完全相同的小球AB,在同一高度處以相同大小的初速度v0 分別水平拋出和豎直向上拋出,下列說法正確的是(

A. 兩小球落地時(shí)的速度相同

B. 兩小球落地時(shí),重力的瞬時(shí)功率相同

C. 從開始運(yùn)動(dòng)至落地,重力對(duì)兩小球做功相同

D. 從開始運(yùn)動(dòng)至落地,重力對(duì)兩小球做功的平均功率相同

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩個(gè)完全相同的小球A、B,在同一高度處以相同大小的初速度分別水平拋出和豎直向上拋出,不計(jì)空氣阻力,則(   )

A. 兩小球落地時(shí),重力的瞬時(shí)功率相同

B. 兩小球落地時(shí)的速度大小相等

C. 從開始運(yùn)動(dòng)至落地,重力對(duì)A小球做功的平均功率大

D. 從開始運(yùn)動(dòng)至落地,B小球比A小球的重力勢(shì)能減少的多

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示是某同學(xué)探究加速度與力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置.他在氣墊導(dǎo)軌上安裝了一個(gè)光電門B,滑塊上固定一遮光條,滑塊用細(xì)線繞過氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與力傳感器相連,力傳感器可直接測(cè)出繩中拉力,傳感器下方懸掛鉤碼,每次滑塊都從A處由靜止釋放。氣墊導(dǎo)軌摩擦阻力很小可忽略不計(jì),由于遮光條的寬度很小,可認(rèn)為遮光條通過光電門時(shí)速度不變。

1)該同學(xué)用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度d,如圖乙所示,則d= mm

2)實(shí)驗(yàn)時(shí),該同學(xué)用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度d,將滑塊從A位置由靜止釋放,測(cè)量遮光條到光電門的距離L,若要得到滑塊的加速度,還需由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過光電門B ;

3)下列不必要的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)要求是( )。

A.應(yīng)使滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量

B.應(yīng)使A位置與光電門間的距離適當(dāng)大些

C.應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平

D.應(yīng)使細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌平行

4)改變鉤碼質(zhì)量,測(cè)出對(duì)應(yīng)的力傳感器的示數(shù)F,已知滑塊總質(zhì)量為M,用(2)問中已測(cè)物理量和已給物理量寫出MF間的關(guān)系表達(dá)式F= 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,空間分布著有理想邊界的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng).勻強(qiáng)磁場(chǎng)分為Ⅰ、Ⅱ兩個(gè)區(qū)域,其邊界為MN、PQ,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B,方向如圖所示,Ⅰ區(qū)域高度為d,Ⅱ區(qū)域的高度足夠大.一個(gè)質(zhì)量為m、電量為q的帶正電的小球從磁場(chǎng)上方的O點(diǎn)由靜止開始下落,進(jìn)入電、磁復(fù)合場(chǎng)后,恰能做勻速圓周運(yùn)動(dòng).

圖甲 圖乙

(1)求電場(chǎng)強(qiáng)度E的大;

(2)若帶電小球運(yùn)動(dòng)一定時(shí)間后恰能回到O點(diǎn),求帶電小球釋放時(shí)距MN的高度h;

(3)若帶電小球從距MN的高度為3hO'點(diǎn)由靜止開始下落,為使帶電小球運(yùn)動(dòng)一定時(shí)間后仍能回到O'點(diǎn),需將磁場(chǎng)Ⅱ向下移動(dòng)一定距離(如圖乙所示),求磁場(chǎng)Ⅱ向下移動(dòng)的距離y及小球從O'點(diǎn)釋放到第一次回到O'點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間T。

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