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粗細(xì)均勻的直導(dǎo)線ab的兩端懸掛在兩根相同的彈簧下邊,ab恰好處在水平位置,如圖所示.已知ab的質(zhì)量為m=10 g,長度L=60 cm,沿水平方向與ab垂直的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4 T.

(1)要使兩根彈簧能處在自然狀態(tài),既不被拉長,也不被壓縮,ab中應(yīng)沿什么方向、通過多大的電流?

(2)當(dāng)導(dǎo)線中有方向從a到b、大小為0.2 A的電流通過時(shí),兩根彈簧均被拉長了Δx=1 mm,求該彈簧的勁度系數(shù).

(3)當(dāng)導(dǎo)線中由b到a方向通過0.2 A的電流時(shí)兩根彈簧均被拉長多少?已知此時(shí)未超出彈簧的彈性限度.(取g=9.6 m/s2=9.6 N/kg)


解析:(1)只有當(dāng)ab受到的安培力方向豎直向上且大小等于ab的重力時(shí),兩根彈簧才能處于自然狀態(tài),根據(jù)左手定則,ab中的電流應(yīng)由a到b,由二力平衡得mg=ILB,

則I== A=0.4 A.

(2)當(dāng)導(dǎo)線中通過由a到b的電流時(shí),受到豎直向上的安培力作用,被拉長的兩根彈簧對(duì)ab有豎直向上的拉力,同時(shí)ab受豎直向下的重力,平衡時(shí)平衡方程為

I1LB+2kΔx=mg

可得彈簧的勁度系數(shù)

k== N/m=

24 N/m.

(3)當(dāng)電流方向由b到a時(shí),ab所受安培力豎直向下,這時(shí)的平衡方程為:2kΔx′=mg+I2LB,由此式可求出兩根彈簧均被拉伸的長度為

Δx′== m=

0.003 m.

答案:(1)由a到b　0.4 A　(2)24 N/m　(3)0.003 m


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：


在某市區(qū)內(nèi)，一輛小汽車在平直公路上以速度vA向東勻速行駛，一位觀光游客正由南向北從斑馬線上橫過馬路，汽車司機(jī)發(fā)現(xiàn)前方有危險(xiǎn)（游客正在D處向北走），經(jīng)0.7s作出反應(yīng)，從A點(diǎn)開始緊急剎車，但仍將正步行至B處的游客撞傷，該汽車最終在C處停下。為了清晰了解事故現(xiàn)場，現(xiàn)以下圖示之：為了判斷汽車司機(jī)是否超速行駛，并測出肇事汽車速度vA，警方派一車胎磨損情況與肇事車相當(dāng)?shù)能囈苑ǘㄗ罡咚俣葀m= 14 m/s行駛在同一馬路的同一地段，在肇事汽車的出事點(diǎn)B急剎車，恰好也在C點(diǎn)停下來。在事故現(xiàn)場測得AB=17.5 m、BC＝14.0 m、BD=2.6 m，問：
(1)該肇事汽車的初速度vA是多大？
(2）游客橫過馬路的速度是多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：


關(guān)于產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，下列說法中不正確的是(     )

A.只要閉合電路在磁場中運(yùn)動(dòng)，閉合電路中就一定有感應(yīng)電流

B.只要閉合電路中有磁通量，閉合電路中就有感應(yīng)電流

C.只要導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，就有感應(yīng)電流產(chǎn)生

D.只要穿過閉合電路的磁感線條數(shù)發(fā)生變化，閉合電路中就有感應(yīng)電流

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科目：高中物理 來源： 題型：


自由式滑雪空中技巧是一項(xiàng)有極大觀賞性的運(yùn)動(dòng)，其場地由①出發(fā)區(qū)、②助滑坡、③過渡區(qū)(由兩段不同半徑的圓弧平滑相連，其中CDE孤的為半徑3m，DE孤的圓心角60º)、④ 跳臺(tái)(高度可選)組成。比賽時(shí)運(yùn)動(dòng)員由A點(diǎn)進(jìn)入助滑區(qū)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過渡區(qū)后沿跳臺(tái)的斜坡勻減速滑至跳臺(tái)F處飛出，運(yùn)動(dòng)員的空中動(dòng)作一般在54km/h到68km/h的速度下才能成功完成，不計(jì)摩擦和空氣阻力，取g=10m/s2，求:

(1) 某運(yùn)動(dòng)員選擇由A點(diǎn)無初速滑下，測得他在②、④兩段運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為t1:t2=3:1，，且已知，則運(yùn)動(dòng)員在這兩坡段運(yùn)動(dòng)平均速度之比及加速度之比各為多少？

(2) 另一質(zhì)量60kg的運(yùn)動(dòng)員，選擇高h = 4 m的跳臺(tái)，他要成功完成動(dòng)作，在過渡區(qū)最低點(diǎn)D處至少要承受多大的支持力。

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示為一電流表的原理示意圖.質(zhì)量為m=20 g的勻質(zhì)細(xì)金屬桿MN的中點(diǎn)處通過掛鉤與豎直懸掛的彈簧相連,絕緣彈簧勁度系數(shù)為k.在矩形區(qū)域abcd內(nèi)有勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直紙面向外.與MN的右端N連接的一絕緣輕指針可指示標(biāo)尺上的示數(shù),MN的長度大于ab邊長度.當(dāng)MN中沒有電流通過且處于平衡狀態(tài)時(shí),MN與矩形區(qū)域的cd邊重合;當(dāng)MN中有電流通過時(shí),指針示數(shù)可表示電流的大小.若已知彈簧的勁度系數(shù)為8.0 N/m.ab邊長度為0.20 m,bc邊長度為0.050 m,B=0.40 T,不計(jì)通電時(shí)電流產(chǎn)生的磁場的作用,此電流表的量程為(　　)

 

A.5.0 A B.3.0 A C.2.5 A D.1.0 A

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示,在勻強(qiáng)磁場中有1和2兩個(gè)質(zhì)子在同一平面內(nèi)沿逆時(shí)針方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng),軌道半徑r1>r2并相切于P點(diǎn),設(shè)T1、T2,v1、v2,a1、a2,t1、t2,分別表示1、2兩個(gè)質(zhì)子的周期,線速度,向心加速度以及各自從經(jīng)過P點(diǎn)算起到第一次通過圖中虛線MN所經(jīng)歷的時(shí)間,則以下結(jié)論正確的是(　　)

 

A.T1=T2     B.v1=v2 C.a1>a2      D.t1<t2

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示,在直角坐標(biāo)系xOy平面的第三、四象限內(nèi)分別存在著垂直于xOy平面的勻強(qiáng)磁場,第三象限的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小是第四象限的2倍,方向相反.質(zhì)量、電荷量相同的負(fù)粒子a、b,某時(shí)刻以大小相同的速度分別從x軸上的P、Q兩點(diǎn)沿y軸負(fù)方向垂直射入第四、三象限磁場區(qū)域.已知a粒子在離開第四象限磁場時(shí),速度方向與y軸的夾角為60°,且在第四象限磁場中運(yùn)行時(shí)間是b粒子在第三象限磁場中運(yùn)行時(shí)間的4倍.不計(jì)重力和兩粒子之間的相互作用力.

 

求:a、b兩粒子經(jīng)y軸時(shí)距原點(diǎn)O的距離之比.

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科目：高中物理 來源： 題型：


一輛卡車在丘陵地勻速行駛,地形如圖所示,由于輪胎太舊,途中爆胎,爆胎可能性最大的地段應(yīng)是

A.a處        B.b處

C.c處           D.d處

 


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科目：高中物理 來源： 題型：


一個(gè)小孩在蹦床上做游戲，他從高處落到蹦床上后又被彈起到原高度，小孩從高處開始下落 到彈回的整個(gè)過程中，他的運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間的變化圖象如圖所示（規(guī)定豎直向下為正方向，不計(jì)空氣阻力），圖中時(shí)刻t 1、t 2、t 3、t 4、t 5、t 6為已知，oa段和de段為直線，則根據(jù)此圖象可知（    ）

A．t2時(shí)刻，小孩運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)

B．0～t 2時(shí)間段內(nèi)，小孩始終處于失重狀態(tài) 

C．t 2～t 4時(shí)間段內(nèi)，小孩始終處于超重狀態(tài)

D．t 5～t 6時(shí)間段內(nèi)，小孩始終處于完全失重狀態(tài)

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同步練習(xí)冊(cè)答案