题目内容
【题目】如图所示是一个可以用来测量磁感应强度的装置，其上部是一根粗细均匀截面积为S的细管子，下部是一截面积为正方形（边长为L）的容器。该容器左右两壁为导体，其他各面是绝缘的，其底部与大气相通。容器内有一个正方形的金属活塞，其边长也为L，可在容器内无摩擦滑动。活塞下面有一轻质弹簧支撑着，已知弹簧的劲度系数为k，（实验中弹簧形变不超过弹性限度）；活塞上部充满密度为ρ的绝缘油。容器的左右两壁与一电路连接，被测磁场的磁感线垂直容器的外表面。闭合电键K后，竖直管中油柱的上表面的高度发生变化，以此来指示被测磁场的强弱。
(1)闭合电键K后，油柱的上表面如何移动？
(2)若电流表的示数为I，油柱上表面变化的高度为x，则磁感应强度B为多大？
(3)在磁感应强度B保持不变的情况下，要使油柱的上表面高度变化更明显，可采用什么措施？（请列举两条）
【答案】(1)向下移动 (2) 
(3)增大电流I（滑动变阻器向上滑动），增大L，减小k、ρ、S均可以使x变化更明显
【解析】(1) 闭合电键K前，活塞受到：重力、弹簧的弹力和液体的压强产生的压力（大气产生的压力上下相互抵消），设这时液体的高度为h0，由受力平衡得：mg+ρgh0L2=F0 ①
F0是开始时弹簧的弹力，
闭合电键K后，电流的方向从右向左，根据左手定则可以判定安培力的方向向下，此时的受力平衡：mg+ρghL2+BIL=F ②
此时向下的力增加了一个，故液体的压强产生的压力要减小，即液体的高度要减小，油柱的是上表面要下降；
(2) 油柱上表面下降x，进入容器的液体的体积：△V=Sx
活塞下降的高度： 
，
液体的高度： 
③
弹簧的弹力变化： 
④
联立①②③④解得： 
⑤ ；
(3) 通过⑤式可以看出：增大电流I或减小液体的密度ρ，减小弹簧的劲度系数k，减小细管的面积等都可以实现。
名校课堂系列答案
【题目】如图甲所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置．他在气垫导轨上安装了一个光电门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，力传感器可直接测出绳中拉力，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放。气垫导轨摩擦阻力很小可忽略不计，由于遮光条的宽度很小，可认为遮光条通过光电门时速度不变。
（1）该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，则d= mm．
（2）实验时，该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d，将滑块从A位置由静止释放，测量遮光条到光电门的距离L，若要得到滑块的加速度，还需由数字计时器读出遮光条通过光电门B的 ；
（3）下列不必要的一项实验要求是( )。
A．应使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 |
（4）改变钩码质量，测出对应的力传感器的示数F，已知滑块总质量为M,用（2）问中已测物理量和已给物理量写出M和F间的关系表达式F= 。
