如图所示,虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场.现通过图示装置来测量该磁场的磁感应强度大小、并判定其方向.所用器材已在图中给出,其中D为位于纸面内的

如图所示,虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场.现通过图示装置来测量该磁场的磁感应强度大小、并判定其方向.所用器材已在图中给出,其中D为位于纸面内的

题型:闸北区一模难度:来源:
如图所示,虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场.现通过图示装置来测量该磁场的磁感应强度大小、并判定其方向.所用器材已在图中给出,其中D为位于纸面内的U形金属框,其底边水平,长度为L,两侧边竖直且等长;直流电源电动势为E,内阻为r;R为电阻箱;S为开关.此外还有细沙、天平和若干轻质导线.已知重力加速度为g.
先将开关S断开,在托盘内加放适量细沙,使D处于平衡状态,然后用天平称出细沙质量m1. 闭合开关S,将电阻箱阻值调节至R1=r,在托盘内重新加入细沙,使D重新处于平衡状态,用天平称出此时细沙的质量为m2且m2>m1
(1)磁感应强度B大小为______,方向垂直纸面______(选填“向里”或“向外”);
(2)将电阻箱阻值调节至R2=2r,则U形金属框D______(选填“向下”或“向上”)加速,加速度大小为______.魔方格
答案
(1)电键闭合后,需要再右侧加砝码,故安培力向下,故磁场方向垂直向外,根据平衡条件,有:
(m2-m1)g=BIL
根据闭合电路欧姆定律,有:
E=I(r+r)
联立解得:B=
2r(m2-m1)g
EL

(2)将电阻箱阻值调节至R2=2r,电流减小,安培力减小,故合力向上,会向上加速,根据牛顿第二定律,有:
(m2-m1)g-BI′L=ma
根据闭合电路欧姆定律,有:
E=I′(r+2r)
解得:a=
(m2-m1)g
3(m1+m2)

故答案为:(1)
2r(m2-m1)g
EL
,向外;(2)向上,
(m2-m1)g
3(m1+m2)
举一反三
在如图所示电路中,开始时电键K1、K2均闭合,现先断开电键K1,则电压表与电流表的示数均发生变化,设它们的示数变化量之比为M1=△U1/△I1,再断开电键K2,两表新的示数变化量之比为M2=△U2/△I2,若已知R2<R3,则比较M1与M2的绝对值大小应有(  )
A.M1>M2B.M1=M2C.M1<M2D.无法确定
魔方格
题型:闸北区一模难度:| 查看答案
在如图所示电路中,电源电动势为ε,内阻为r,闭合电键后,当滑动变阻器的滑片P处于图中R的中点位置时,小灯泡L1、L2、L3的亮度相同.若将滑片P向左滑动,小灯泡的亮度变化情况是(  )
A.L1变暗,L3变暗B.L1变亮,L2变暗
C.L2变亮,L3变暗D.L2变暗,L3变亮
魔方格
题型:闸北区一模难度:| 查看答案
如图所示,abcd线圈中接有一灵敏电流计G,efgh线框的电阻不计,放在匀强磁场中.具有一定电阻的导体棒MN在恒力F作用下由静止开始向右运动,efgh线框足够长,则通过灵敏电流计G中的感应电流(  )
A.方向a到d,强度逐渐增强
B.方向d到a,强度逐渐增强
C.方向a到d,强度逐渐减弱
D.方向d到a,强度逐渐减弱
魔方格
题型:崇明县一模难度:| 查看答案
如图所示,电源电动势为E,内电阻为r,电压表和电流表均为理想电表,L为白炽灯,其阻值随温度变化,R为变阻器.当变阻器的滑臂向右滑动时(  )
A.V1和A两表的读数之比增大
B.V2和A两表的读数之比增大
C.V1表的变化量和A表的变化量的比值不变
D.V2表的变化量和A表的变化量的比值减小
魔方格
题型:静安区二模难度:| 查看答案
如图所示,两根平行金属导轨固定在水平桌面上,每根导轨每米的电阻为r0=0.10Ω/m,导轨的端点P、Q用电阻可以忽略的导线相连,两导轨间的距离l=0.20m.有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面,已知磁感应强度B与时间t的关系为B=kt,比例系数k=0.020T/s.一电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦低滑动,在滑动过程中保持与导轨垂直.在t=0时刻,金属杆紧靠在P、Q端,在外力作用下,杆以恒定的加速度从静止开始向导轨的另一端滑动,求在t=6.0s时金属杆所受的安培力.魔方格
题型:江苏难度:| 查看答案
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