题目内容
14．
某同学自制一电流表，其原理如图所示．质量为m的均匀细金属杆MN与两条竖直悬挂的绝缘轻弹簧相连，弹簧的劲度系数为k，在矩形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外，磁场边界ab的长度为L1，bc的长度为L2，MN的长度为L3，且L3＞L1．当MN中没有电流通过且处于静止时，MN与矩形区域的ad、bc中点连线重合，且指针指在标尺的零刻度；当MN中有电流通过时，指针示数可表示电流强度大小．MN始终在纸面内且保持水平，重力加速度为g．（1）当电流表的示数为零时，求每条弹簧的伸长量；
（2）若两轻质弹簧的弹力为零，求金属杆MN中电流的大小和方向；
（3）当金属杆中电流方向从M到N时，此电流表测量的最大值是多少？
分析 （1）对金属杆受力分析，受重力和两个拉力，根据平衡条件并结合胡克定律列式分析即可；
（2）对金属杆受力分析，受重力和安培力，根据平衡条件求解安培力，根据FA=BIL求解电流大小，根据左手定则判断电流方向；
（3）当金属杆中电流方向从M到N时，根据左手定则，安培力向下，根据平衡条件和胡克定律求解最大安培力，根据FA=BIL求解最大电流大小．
解答 解：（1）设当电流表示数为零时，每条弹簧的伸长量为△x，由二力平衡条件得：
mg=2k•△x
所以：$△x=\frac{mg}{2k}$
（2）弹簧的弹力为零时，金属杆所受安培力应该竖直向上，由左手定则可知，金属杆中的电流方向为：
N→M
由于弹簧的弹力为零，根据mg=BI1L1，得：
${I}_{1}=\frac{mg}{I{L}_{1}}$
（3）设电流表满偏时通过M到N的电流为Im，此时金属杆到达ab磁场边界，对杆受力分析得：$B{I}_{m}{L}_{1}+mg=2k（△x+\frac{{L}_{2}}{2}）$
所以：
${I}_{m}=\frac{k{I}_{2}}{B{L}_{1}}$，
答：（1）当电流表的示数为零时，每条弹簧的伸长量均为$\frac{mg}{2k}$；
（2）若两轻质弹簧的弹力为零，金属杆MN中电流的大小为$\frac{mg}{I{L}_{1}}$，方向为N→M；
（3）电流表测量的最大值为$\frac{k{I}_{2}}{B{L}_{1}}$．
点评 本题题意新颖，考查点巧妙，借助自制电流表考查了物体的平衡问题，正确进行受力分析，然后根据平衡条件和胡克定律公式、安培力公式列方程是解题关键．
如图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中M点以相同速度垂直于电场线飞出a、b两个带电粒子，运动轨迹如图中虚线所示．则（ ）| A． | a一定带正电，b一定带负电 | |
| B． | a的速度将减少，b的速度将增加 | |
| C． | a的加速度将减小，b的加速度将增加 | |
| D． | 运动过程中b的电势能减少，a的电势能增加 |
| A． | 1：16 | B． | 16：1 | C． | 1：4 | D． | 4：1 |
| A． | 安培发现了电流的磁效应 | |
| B． | 奥斯特通过实验测定了磁场对电流的作用力 | |
| C． | 库仑总结出了真空中的两静止点电荷间相互作用的规律 | |
| D． | 法拉第发现了电磁感应现象并总结出了判断感应电流方向的规律 |
如图，线圈串有两发光二极管D1、D2（具有正向导电发光特性）．若手握“物体”向线圈运动时，D1发光．则（ ）| A． | 该物体可能是一种铜质材料 | |
| B． | 手握“物体”向线圈运动时，会感觉到一股斥力 | |
| C． | 手握“物体”向线圈运动时，D2也会发光 | |
| D． | 手握“物体”远离线圈运动时，D2会发光 |
如图所示，是某同学站在压力传感器上，做下蹲、起立的动作时记录的压力随时间变化的图线．由图线可知，该同学的体重约为650N，在2s～8s时间内（ ）| A． | 该同学做了一次下蹲再起立的动作 | |
| B． | 该同学做了两次下蹲再起立的动作 | |
| C． | 下蹲过程中人一直处于失重状态 | |
| D． | 下蹲过程中人先处于超重状态后处于失重状态 |
| A． | 变大，最后等于他的重力 | B． | 变小，最后等于他的重力 | ||
| C． | 先变大，后变小，最后等于他的重力 | D． | 先变小，后变大，最后等于他的重力 |
如图所示为A、B两车在平直路面上运动的v-t图象，其中，在t=0时刻两车处于同一位置，A在途中减速到0后又加速到原来的速度，B一直作匀速运动．关于两车的运动，下列说法正确的是（ ）| A． | 两车在途中相遇2次 | |
| B． | 两车先远离，再又靠近，然后再次远离 | |
| C． | t2时刻两车相距最远 | |
| D． | A车始终在B车的前方 |