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一個圓柱形玻璃管里面剛好裝了半管水銀,水銀質量為m,玻璃管水平固定在豎直向下的勻強磁場中,磁感應強度為B,如圖11-28所示為玻璃管的截面圖.如有電流I通過水銀向紙內方向流過,當水銀面再次平衡時,測得水銀面上表面與豎直方向的夾角為α.求此時水銀受到的安培力及玻璃管對水銀的支持力.

圖11-28
.
本題涉及到磁場中通電水銀的受力情況分析、物體的平衡等,考查學生的綜合分析能力.解題的實質仍是力學的平衡問題,注意不論水銀面如何,電流方向總是通過水銀向紙面內流動,所以水銀相當于通電導線,所受安培力總是水平向左.
當水銀中通有電流I,再次平衡時,受到水平向左的安培力F,玻璃管對水銀的彈力FN,其方向跟水銀面相垂直,以及重力mg三個力的作用.示意圖如圖11-29所示:

圖11-29
根據力的平衡知:F=mgcotα;.
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,在平行豎直虛線a與b、b與c、c與d之間分別存在著垂直于虛線的勻強電場、平行于虛線的勻強電場、垂直紙面向里的勻強磁場,虛線d處有一熒光屏。大量正離子(初速度和重力均忽略不計)從虛線a上的P孔處進入左邊電場,經過三個場區(qū)后有一部分打在熒光屏上。關于這部分離子,若比荷越大,則離子

A.經過虛線e的位置越低        B 經過虛線C的速度越大
C. 打在熒光屏上的位置越低    D.   打在熒光屏上的位置越高

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,有一個水平放置的絕緣環(huán)形小槽,槽的寬度和深度處處相同且槽內光滑,F將一直徑略小于槽寬的帶正電的小球放入槽內。讓小球從t=0的時刻開始,以圖中的初速度v0在槽內開始運動,與此同時,有一束變化的勻強磁場豎直向下垂直穿過環(huán)形小槽所包圍的面積。如果磁感應強度B的大小隨著時間t成正比例的增大,而且小球的帶電量保持不變,那么從此時刻開始,你認為以下判斷哪個是合理的        (   )
A.小球的動量p跟隨時間t成反比例的減。矗p
B.小球的動能Ek跟時間t成反應比例的減。矗Ek
C.小球動能的增加量△Ek跟時間t成正比(即:Ekt
D.小球動能的增加量△Ek跟其通過的路程s成正比(即:△Eks

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

小明同學家的電視機畫面的幅度偏小,維修店的技術人員檢查后認為是顯像管或偏轉線圈發(fā)生了故障(顯像管和偏轉線圈L如圖所示).那么引起故障的原因可能是(   )
A.電子槍發(fā)射能力減弱,打到屏幕上的電子數減少
B.加速電場的電壓過高,電子的速率偏大
C.偏轉線圈匝間短路,線圈匝數減少
D.偏轉線圈的電流減小,偏轉磁場減弱

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖8-2-21所示,在一矩形區(qū)域內,不加磁場時,不計重力的帶電粒子以某一初速度垂直左邊界射入,穿過此區(qū)域的時間為t.若加上磁感應強度為B、水平向外的勻強磁場,帶電粒子仍以原來的初速度入射,粒子飛出時偏離原方向60°,利用以上數據可求出下列物理量中的哪幾個( 。

圖8-2-21
A.帶電粒子的比荷
B.帶電粒子在磁場中運動的周期
C.帶電粒子的初速度
D.帶電粒子在磁場中運動的半徑

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

.如圖11-2-18所示,一個帶正電荷的物體從粗糙斜面頂端滑到斜面底端時的速度為v,若再加上一個垂直紙面向外的磁場,則物體滑到底端時的速度將(  )

圖11-2-18
A.大于vB.小于vC.等于vD.不能確定

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

兩極板M、N相距為d,板長為3d,兩極板都未帶電,板間有垂直于紙面向外的勻強磁場,如圖11-3-18所示,一群電子沿平行于極板的方向從各個位置以速度V射入板間.為了使電子都不從板間穿出,磁感應強度B的取值范圍是怎樣的?(設電子電量為e、質量為m)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,一塊長為b,寬為a,厚為h=0.1mm的銅片,放在B=1.5T的勻強磁場中,磁場方向與銅片表面垂直.若銅片中通有自左向右的I=2A的電流時,銅片前后兩側面會形成一個電勢差.金屬導線中電流I與自由電子定向移動速度v、導線橫截面積S間存在關系I=neSv,式中n為單位體積內的自由電子個數,若每個金屬導體中每個原子僅提供一個自由電子(即自由電子數與金屬內所含原子數相同),試求:

(1)銅片前后側面哪一面電勢高?電勢差為多少?
(2)在磁場和電流不變的條件下,如何改變金屬片尺寸,可以增大該電勢差?
(銅的密度近似為9.0×,銅的原子量近似為60,阿伏伽德羅常數為6.0×,電子電量為1.6×C)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

對于通電螺線管,下列說法中正確的是(     )
A.通電螺線管表現出來的磁性相當于條形磁鐵,一端相當于N極,另一端相當于S極
B.通電螺線管外部的磁感線是從N極出來,進入S極的
C.通電螺線管內部的磁感線與螺線管軸線平行,由S極指向N極
D.把小磁針放在通電螺線管內,小磁針靜止時,小磁針的N極指向螺線管的S極

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