题目内容

15.如图所示,金属棒以用软导线悬挂在磁感应强度为B,方向垂直纸面向外的匀强磁场中,ab通以如图所示的电流I,此时悬线有一定的张力,若要使悬线张力为零,下列做法中有可能实现的是(  )
A.增大磁感应强度BB.增大ab中的电流I
C.改变电流I的方向D.改变磁感应强度B的方向

分析 当ab通以如图所示的电流I时,导线所受安培力方向向下,悬线张力不为零,要使悬线张力为零,安培力方向要向上,再根据左手定则判断.

解答 解:A、增大磁感强度B,安培力方向仍向下,悬线张力不为零,故A错误.
B、增大ab中的电流I,根据左手定则安培力方向向下,悬线张力不为零,故B错误.
C、改变电流I的方向,安培力改为向上,当安培力与重力平衡时,悬线张力为零,故C正确.
D、改变磁感强度B的方向,安培力改为向上,当安培力与重力平衡时,悬线张力为零,故D正确.
故选:CD.

点评 本题考查应用左手定则分析安培力的能力.安培力方向与电流方向、磁场方向有关,当改变其中之一,安培力方向改变.

练习册系列答案
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3.电磁弹射器是航空母舰上的一种舰载机起飞装置,已由美国福特号航母首先装备,我国未来的航母将采用自行研制的电磁弹射器.电磁弹射系统包括电源、强迫储能装置、导轨和脉冲发生器等等.其工作原理可简化为如图所示;上下共4根导轨,飞机前轮下有一牵引杆,与飞机前轮连为一体,可收缩并放置在飞机的腹腔内.起飞前牵引杆伸出至上下导轨之间,强迫储能装置提供瞬发能量,强大的电流从导轨流经牵引杆,牵引杆在强大的安培力作用下推动飞机运行到高速.现有一弹射器弹射某飞机,设飞机质量m=2×104kg,起飞速度为v=60m/s,起飞过程所受到阻力恒为机重的0.2倍,在没有电磁弹射器的情况下,飞机从静止开始匀加速起飞,起飞距离为l=200m,在电磁弹射器与飞机的发动机(设飞机牵引力不变)同时工作的情况下,匀加速起飞距离减为50m,假设弹射过程强迫储能装置的能量全部转为飞机的动能.取g=10m/s2.求:
(1)请判断图中弹射器工作时磁场的方向;
(2)请计算该弹射器强迫储能装置贮存的能量;
(3)若假设强迫储能装置释放电能时的平均放电电压为U=1000V,飞机牵引杆的宽度d=2.5m,请计算强迫储能装置放电时的电流以及加速飞机所需的磁感应强度B的大小;
(4)实际中强迫储能装置的放电电压和功率均为可控,说出两条航母上安装电磁弹射的优点.
10.如图甲所示的装置叫做阿特伍德机,是英国数学家和物理学家阿特伍德(G•Atwood 1746-1807)创制的一种著名力学实验装置,用来研究匀变速直线运动的规律.某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律,如图乙所示.
(1)实验时,该同学进行了如下步骤:
①将质量均为M(A的含挡光片、B的含挂钩)的重物用绳连接后,跨放在定滑轮上,处于静止状态.测量出挡光片中心(填“A的上表面”、“A的下表面”或“挡光片中心”)到光电门中心的竖直距离h.
②在B的下端挂上质量为m的物块C,让系统中的物体由静止开始运动,光电门记录挡光片挡光的时间为△t.
③测出挡光片的宽度d,计算有关物理量,验证守恒定律.
(2)如果系统(重物A、B以及物块C)的机械能守恒,应满足的关系式为mgh=$\frac{1}{2}$(2M+m)($\frac{d}{△t}$)2(已知重力加速度为g).
(3)引起该实验系统误差的原因有定滑轮有质量;绳子有质量;滑轮和绳子间有摩擦;物体受空气阻力(写一条即可).
(4)验证实验结束后,该同学突发奇想:如果系统(重物A、B以及物块C)的机械能守恒,不断增大物块C的质量m,重物B的加速度a也将不断增大,那么a与m之间有怎样的定量关系?a随m增大会趋于一个什么值?
请你帮该同学解决,
①写出a与m之间的关系式:a=$\frac{mg}{2M+m}$(还要用到M和g)
②a的值会趋于g.
4.如图为一气垫导轨,导轨上安装有一个光电门B,滑块上固定一遮光条,滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连,力传感器可测出绳子上的拉力大小.传感器下方悬挂钩码,每次滑块都从A处由静止释放.

(Ⅰ)该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d,如图乙所示,则d=2.30mm.
(Ⅱ)实验时,由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t=1.0×10-2s,则滑块经过光电门B时的瞬时速度为0.23m/s.
(Ⅲ)若某同学用该实验装置探究加速度与力的关系,
①要求出滑块的加速度,还需要测量的物理量是遮光条到光电门的距离L(文字说明并用相应的字母表示).
②下列不必要的一项实验要求是A.(请填写选项前对应的字母)
A.滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量
B.应使A位置与光电门间的距离适当大些
C.应将气垫导轨调节水平
D.应使细线与气垫导轨平行
③改变钩码质量,测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t,通过描点作出线性图象,研究滑块的加速度与力的关系,处理数据时应作出$\frac{1}{{t}^{2}}$-F图象.(选填“t2-F”、“$\frac{1}{t}$-F”或“$\frac{1}{{t}^{2}}$-F”).
(Ⅳ)若某同学用该实验装置验证滑块A所受合外力做功与动能变化量关系,还需测量的物理量是遮光条到光电门的距离L、滑块A的质量M(文字说明并用相应的字母表示);验证的表达式为FL=$\frac{M{d}^{2}}{2{t}^{2}}$.
(Ⅴ)该实验装置能否用于验证滑块A、钩码和力传感器组成的系统机械能守恒?能(填“能”或“不能”)

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