【題目】如圖，一長為10cm的金屬棒ab用兩個完全相同的彈簧水平地懸掛在勻強磁場中，磁場的磁感應(yīng)強度大小為0.1T，方向垂直于紙面向里，彈簧上端固定，下端與金屬棒絕緣，金屬棒通過開關(guān)與一電動勢為12V的電池相連，電路總電阻為2Ω，已知開關(guān)斷開時兩彈簧的伸長量均為0.5cm，閉合開關(guān)，系統(tǒng)重新平衡后，兩彈簧的伸長量與開關(guān)斷開時相比均改變了0.3cm，重力加速度大小取10m/s2，判斷開關(guān)閉合后金屬棒所受安培力的方向，并求出金屬棒的質(zhì)量．

【答案】金屬棒的質(zhì)量為0.01kg

【解析】試題分析：依題意，開關(guān)閉合后，電流方向從b到a，由左手定則可知，金屬棒所受安培力方向豎直向下。

開關(guān)斷開時，兩彈簧各自相對于其原長伸長為．由胡克定律和力的平衡條件得

式中，m為金屬棒的質(zhì)量，k是彈簧的勁度系數(shù)，g是重力加速度的大小。

開關(guān)閉合后，金屬棒所受安培力的大小為②

式中，I是回路電流，L是金屬棒的長度。兩彈簧各自再伸長了，由胡克定律和力的平衡條件得③

由歐姆定律有

式中，E是電池的電動勢，R是電路總電阻。

聯(lián)立①②③④式，并代入題給數(shù)據(jù)得⑤

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，abcd是正方形盒子，在cd邊的中點有一小孔e，盒子中存在著沿ad方向的勻強電場，場強大小為E．質(zhì)量為m、電量為q的離子不斷從a處的小孔沿ab方向射入盒內(nèi)，粒子的初速度為v0，經(jīng)電場作用后恰好從e處的小孔射出．若撤去電場，在盒子中加一方向垂直于紙面的勻強磁場（圖中未畫出），離子仍恰好從e孔射出．不計離子的重力，求：

(1)正方形盒子的邊長．

(2)加電場時，粒子從e孔射出時的速率．

(3)磁感應(yīng)強度B的大小和方向．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】鐵路上使用一種電磁裝置向控制中心傳輸信號以確定火車的位置.能產(chǎn)生勻強磁場的磁鐵，被安裝在火車首節(jié)車廂下面，如圖（甲）所示（俯視圖）.當它經(jīng)過安放在兩鐵軌間的線圈時，便會產(chǎn)生一電信號，被控制中心接收，當火車通過線圈時，若控制中心接收到的線圈兩端的電壓信號為圖（乙）所示，則說明火車在做（ ）

A.勻速直線運動

B.勻加速直線運動

C.勻減速直線運動

D.加速度逐漸增大的變加速直線運動

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，大小相同的擺球a和b的質(zhì)量分別為m和3m，擺長相同，并排懸掛，平衡時兩球剛好接觸，現(xiàn)將擺球a向左邊拉開一小角度后釋放，若兩球的碰撞是彈性的，下列判斷中正確的是(　　)

A. 第一次碰撞后的瞬間，兩球的速度大小不相等

B. 第一次碰撞后的瞬間，兩球的動量大小相等

C. 第一次碰撞后，兩球的最大擺角不相同

D. 發(fā)生第二次碰撞時，兩球在各自的平衡位置

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在相互垂直的勻強電場和勻強磁場中,有一傾角為θ、足夠長的光滑絕緣斜面，磁感應(yīng)強度為B，方向垂直于紙面向外，電場方向豎直向上.有一質(zhì)量為m，帶電荷量為＋q的小球靜止在斜面頂端，這時小球?qū)π泵娴恼龎毫η『脼榱�，如圖所示，若迅速把電場方向反轉(zhuǎn)為豎直向下，

求：（1）小球能在斜面上連續(xù)滑行多遠？

（2）小球在斜面上連續(xù)滑行所用的時間是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，閉合導(dǎo)線框的質(zhì)量可以忽略不計，將它從圖示位置勻速拉出勻強磁場.若第一次用0.3 s時間拉出，外力做的功為W1，通過導(dǎo)線截面的電荷量為q1；第二次用0.9 s時間拉出，外力所做的功為W2，通過導(dǎo)線截面的電荷量為q2，則（ ）

A. W1<W2，q1<q2 B. W1<W2，q1=q2

C. W1>W2，q1=q2 D. W1>W2，q1>q2

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量為m=2kg帶電量為q=+2×10-3C的小物塊A與質(zhì)量不計的絕緣木板B疊放在水平面上，A位于B的最左端且與豎直固定于地面上的擋板P相距S0=3m，已知A與B間的動摩擦因數(shù)為，B與地面間的動摩擦因數(shù)為，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，A與擋板相撞沒有機械能損失，且A帶電量始終保持不變。整個裝置處在大小為方向水平向右的勻強電場中，現(xiàn)將A、B同時由靜止釋放，重力加速度g取10m/s2。求：

（1）A、B釋放時，物塊A的加速度大��；

（2）若A與擋板不相碰，木板的最小長度L0；

（3）若木板長度為L=0．8m，整個過程木板運動的總路程S．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下列能揭示原子具有核式結(jié)構(gòu)的實驗是( )
A.光電效應(yīng)實驗
B.查德威克發(fā)現(xiàn)中子
C.α粒子散射實驗
D.氫原子光譜的發(fā)現(xiàn)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，足夠長的傳送帶以恒定速率沿順時針方向運轉(zhuǎn)．現(xiàn)將一個物體輕輕放在傳送帶底 端，物體第一階段被加速到與傳送帶具有相同的速度，第二階段勻速運動到傳送帶頂端，則下列說法中正確的是（ ）

A. 第一階段和第二階段摩擦力對物體都做正功

B. 第一階段摩擦力對物體做的功等于第一階段物體動能的增加量

C. 第二階段摩擦力對物體做的功等于第二階段物體機械能的增加量

D. 兩個階段電動機對傳送帶做的功等于物體機械能的增加量

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