【題目】磁感應(yīng)強度是描述磁場性質(zhì)的重要物理量.不同物質(zhì)周圍存在的磁場強弱不同,測量磁感應(yīng)強度的大小對于磁場的實際應(yīng)用有著重要的物理意義.

1)如圖所示為電流天平,可以用來測量勻強磁場的磁感應(yīng)強度.它的右臂掛著匝數(shù)為n匝的矩形線圈,線圈的水平邊長為l,處于勻強磁場內(nèi),磁場的方向與線圈平面垂直.當(dāng)線圈中通過電流I時,調(diào)節(jié)砝碼使兩臂達到平衡,然后保持電流大小不變,使電流反向,這時需要在左盤中增加質(zhì)量為m的砝碼,才能使兩臂再達到新的平衡.重力加速度為g,請利用題目所給的物理量,求出線圈所在位置處磁感應(yīng)強度B的大。

2)磁場具有能量,磁場中單位體積所具有的能量叫做能量密度,其值為B2/2μ,式中B是磁感應(yīng)強度,μ是磁導(dǎo)率,在空氣中μ為一已知常量.請利用下面的操作推導(dǎo)條形磁鐵磁極端面附近的磁感應(yīng)強度B:用一根端面面積為A的條形磁鐵吸住一相同面積的鐵片P,再用力將鐵片與磁鐵緩慢拉開一段微小距離Δl,并測出拉力F,如圖所示.因為距離很小,F可視為恒力.

3)利用霍爾效應(yīng)原理制造的磁強計可以用來測量磁場的磁感應(yīng)強度.磁強計的原理如圖所示:將一體積為a×b×c的長方體導(dǎo)電材料,放在沿x軸正方向的勻強磁場中,已知材料中單位體積內(nèi)參與導(dǎo)電的帶電粒子數(shù)為n,帶電粒子的電量為q,導(dǎo)電過程中,帶電粒子所做的定向移動可認為是勻速運動.當(dāng)材料中通有沿y軸正方向的電流I時,穩(wěn)定后材料上下兩表面間出現(xiàn)恒定的電勢差U

請根據(jù)上述原理導(dǎo)出磁感應(yīng)強度B的表達式.

不同材料中單位體積內(nèi)參與導(dǎo)電的帶電粒子數(shù)n不同,請利用題目中所給的信息和所學(xué)知識分析制作磁強計應(yīng)采用何種材料.

【答案】1;(2;(3;采用n小的材料制作。

【解析】試題分析:(1)設(shè)左側(cè)砝碼與盤的總質(zhì)量為m1,右側(cè)砝碼、盤、線框總質(zhì)量為m2,

由題意可知,第一次天平平衡時有:m1g=m2g-nBIl

第二次天平平衡時有:(m1+mg=m2g+nBIl

mg=2nBIl 可得:

2)鐵片緩慢移動過程中,外力F做功全部轉(zhuǎn)化為磁場能,所以有:

4分)

3)電勢差恒定時,材料中的導(dǎo)電粒子將不再發(fā)生偏轉(zhuǎn),對某個粒子有:

當(dāng)材料中的電流為I時有:

可得:

根據(jù)B的表達式可知:n小,U大,磁強計靈敏度高。

所以磁強計應(yīng)該采用n小的材料制作。

練習(xí)冊系列答案
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【題目】如圖所示,足夠長的兩平行金屬板正對著豎直放置,它們通過導(dǎo)線與電源E、定值電阻R、開關(guān)S相連閉合開關(guān)后,一個帶電的液滴從兩板上端的中點處無初速度釋放,最終液滴落在某一金屬板上下列說法中正確的是

A液滴在兩板間運動的軌跡是一條拋物線

B兩板間電壓越大,液滴在板間運動的加速度越大

C兩板間電壓越大,液滴在板間運動的時間越短

D定值電阻的阻值越大,液滴在板間運動的時間越長

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【題目】2012年11月,我國艦載機在航母上首降成功。設(shè)某一艦載機質(zhì)量為m = 25×104 kg,著艦速度為v0=50m/s,著艦過程中航母靜止不動。發(fā)動機的推力大小恒為F = 12×105 N,若空氣阻力和甲板阻力保持不變。

1若飛機著艦后,關(guān)閉發(fā)動機,僅受空氣阻力和甲板阻力作用,飛機將在甲板上以a0=2m/s2的加速度做勻減速運動,航母甲板至少多長才能保證飛機不滑到海里。

2為了讓飛機在有限長度的跑道上停下來,甲板上設(shè)置了攔阻索讓飛機減速,同時考慮到飛機尾鉤掛索失敗需要復(fù)飛的情況,飛機著艦時并不關(guān)閉發(fā)動機。若飛機著艦后就鉤住攔阻索,圖示為飛機鉤住攔阻索后某時刻的情景,此時飛機的加速度大小為a1=38m/s2,速度為40 m/s,攔阻索夾角θ=106°兩滑輪間距40m,

a求此時攔阻索承受的張力大小。

b飛機從著艦到圖示時刻,攔阻索對飛機做的功。

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【題目】請同學(xué)們討論一下狹義相對論為什么叫做假設(shè)而不叫做原理?

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【題目】下列現(xiàn)象中,與原子核內(nèi)部變化有關(guān)的是( 。

A.天然放射現(xiàn)象B.光電效應(yīng)現(xiàn)象

C.原子發(fā)光現(xiàn)象D.α粒子散射現(xiàn)象

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【題目】關(guān)于點電荷的說法,正確的是( )
A.帶電體能否看成點電荷,是看它的形狀和大小對相互作用力的影響是否能忽略不計
B.點電荷一定是電量很小的電荷
C.體積很大的帶電體一定不能看作點電荷
D.只有體積很小的帶電體,才能作為點電荷

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【題目】下列對法拉第電磁感應(yīng)定律E=n的理解正確的是

AE表示t時間內(nèi)的平均感應(yīng)電動勢

B感應(yīng)電動勢E與磁通量變化量Ф成正比

C要求電路必須是閉合回路才能產(chǎn)生感應(yīng)電動勢

D該定律只對由磁感應(yīng)強度的變化引起的電磁感應(yīng)適用

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A.電磁波的傳播需要介質(zhì)
B.各種顏色的可見光都是電磁波
C.電磁波在真空中的傳播速度大小都相等
D.頻率越高的電磁波,在真空中傳播速度越大

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【題目】為探究平拋運動的規(guī)律,小明利用了頻閃照相方法。如圖,背景方格紙的邊長為25cm,A、B、C、D是同一小球在頻閃照相中拍下的四個連續(xù)的不同位置時的照片,g=10m/s2,則:

A小球在A位置時,速度沿水平方向

B頻閃照相相鄰閃光的時間間隔為002s;

C小球水平拋出的初速度為15m/s;

D小球經(jīng)過B點時其豎直分速度大小為15m/s

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