题目内容
2.如图,一长度为20cm、阻值为2Ω的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中,磁场的磁感应强度大小为0.5T,方向垂直于纸面向里,弹簧上端固定,下端与金属棒绝缘,金属棒通过开关和导线与一电动势为12V、内阻为1Ω的电池相连,已知开关断开时两弹簧的伸长量均为5cm;闭合开关,系统重新平衡后,两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了4cm,重力加速度大小取10m/s2,弹簧的形变在弹性限度内.(1)判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向;
(2)求金属棒的质量.
分析 (1)分析电流方向,根据左手定则可分析安培力的方向;
(2)在闭合前,导体棒处于平衡状态,在闭合后,根据闭合电路的欧姆定律求的电流,根据F=BIL求的安培力,由共点力平衡求得质量.
解答 解:(1)由题意可知,开关闭合后,金属棒电流方向从b到a,由左手定则可知,
金属棒所受安培力方向竖直向下;
(2)闭合开关后,电流由b指向a,受到的安培力向下
断开时:2k△l1=mg
开关闭合后2k(△l1+△l2)=mg+F
受到的安培力为:F=BIL
回路中电流为I=$\frac{U}{R}$
联立解得m=0.05kg
答:(1)安培力竖直向上; (2)金属棒的质量为0.05kg
点评 本题主要考查了通电导体在磁场中的共点力平衡问题,抓住通电前后的受力分析,再根据共点力平衡即可正确求解.
练习册系列答案
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10.下列关于狭义相对性原理的说法中正确的是( )
A. | 狭义相对性原理是指力学规律在一切参考系中都成立 | |
B. | 狭义相对性原理是指一切物理规律在一切参考系中都成立 | |
C. | 狭义相对性原理是指一切物理规律在所有惯性参考系中都成立 | |
D. | 狭义相对性原理与伽利略相对性原理没有区别 |
17.一个物体在两个恒力的作用下处于静止状态,若撤掉其中一个恒力,则( )
A. | 物体仍处于静止状态 | B. | 物体做匀速直线运动 | ||
C. | 物体做曲线运动 | D. | 物体做匀加速直线运动 |
14.物体作匀变速直线运动,下面哪种情形是不可能的( )
A. | 第1秒内的速度变化量等于第2秒内的速度变化量 | |
B. | 第1秒内的位移大于第2秒内的位移 | |
C. | 第1秒内速度变化量小于第2秒内速度的变化量 | |
D. | 任意相邻两段相等的时间间隔内通过的位移之差等于一个恒量 |