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15.學校物理興趣小組設計了一種可粗略測量磁感應強度的實驗,其實驗裝置如圖所示.在該裝置中磁鐵通過細線豎直懸掛在力傳感器下面,磁鐵兩極之間的磁場可視為水平勻強磁場,其余區(qū)域磁場很弱可忽略不計,此時力傳感器讀數(shù)為F1.細直金屬棒PQ作的兩端通過導線與一阻值為R的電阻連接形成閉合回路,金屬棒電阻為r,導線電阻不計.若讓金屬棒水平且垂直于磁場以速度v豎直向下勻速運動,此時力傳感器示數(shù)為F2.已知金屬棒在磁場中的長度為d.
(1)判斷通過細直金屬棒PQ中的電流方向和它受到的安培力方向;
(2)求出磁鐵兩極之間磁場的磁感應強度大。

分析 (1)由右手定則可以判斷出電流方向,由左手定則可以判斷出安培力方向.
(2)由E=BLv求出感應電動勢,由歐姆定律求出電流,由安培力公式求出安培力,由平衡條件列方向,然后求出磁感應強度.

解答 解:(1)由右手定則可知,流過PQ的電流從Q流向P,
由左手定則可知,PQ受到的安培力方向:豎直向上;
(2)感應電動勢:E=Bdv,
由閉合電路歐姆定律得:I=$\frac{E}{R+r}$,
安培力:F=BId,
金屬棒不動時,對磁鐵由平衡條件得:F1=mg,
金屬棒向下運動時,對磁鐵有:F2=mg+F,
由牛頓第三定律可知,金屬棒受到的安培力大小為:F
解得:B=$\sqrt{\frac{({F}_{2}-{F}_{1})(R+r)}{v6vlz6tz^{2}}}$;
答:(1)通過細直金屬棒PQ中的電流方向:由Q流向P,它受到的安培力方向:豎直向上;
(2)磁鐵兩極之間磁場的磁感應強度大小為$\sqrt{\frac{({F}_{2}-{F}_{1})(R+r)}{v1ernsnt^{2}}}$.

點評 本題是簡單的力電綜合問題,要結合楞次定律、切割公式、閉合電路歐姆定律、安培力公式、平衡條件和牛頓第三定律列式求解,規(guī)律多,難度不大.

練習冊系列答案
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14.如圖所示,一種向自行車車燈供電的小發(fā)電機的上端有一半徑R0=1.0cm的摩擦小輪,小輪與自行車車輪的邊緣接觸,當車輪轉動時,因摩擦而帶動小輪轉動,從而為發(fā)電機提供動力,自行車車輪的半徑R1=35cm,小齒輪的半徑R2=4.0cm,大齒輪的半徑R3=10.0cm.則大齒輪和摩擦小輪的角速度之比為(摩擦小輪與自行車車輪之間無相對滑動)( 。
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20.關于重力做功和重力勢能的變化,下列敘述正確的是( 。
A.做豎直上拋運動的物體,在上升階段,重力做負功,重力勢能增加
B.做豎直上拋運動的物體,在上升階段,重力做負功,動能增加
C.做豎直上拋運動的物體,在上升階段,重力做負功,動能減少
D.做豎直上拋運動的物體,在上升階段,重力做負功,重力勢能減少

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B.鎳63的衰變方程是${\;}_{28}^{63}$Ni→${\;}_{29}^{63}$Cu+${\;}_{-1}^{0}$e
C.電池接負載時,鎳63的電勢比銅片高
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5.如圖所示,原來不帶電的金屬導體MN,在其兩端下面都懸掛著金屬驗電箔,若使帶負電的金屬球A靠近導體的M端,可能看到的現(xiàn)象是(  )
A.只有M端驗電箔張開,且M端帶正電
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