题目内容
5．
长L=60cm质量为m=6.0×10-2kg，粗细均匀的金属棒，两端用完全相同的弹簧挂起，放在磁感强度为B=0.4T，方向垂直纸面向里的匀强磁场中，如图所示，若不计弹簧重力，问：（1）要使弹簧不伸长，金属棒中电流的大小和方向如何？
（2）如在金属中通入自左向右、大小为I=0.2A的电流，弹簧伸长x1=1cm，若通入金属棒中的电流仍为0.2A，但方向相反，这时弹簧伸长了多少？（g=10m/s2）
分析 （1）根据安培力等于重力，即可求解电流大小，由左手定则判断电流方向；
（2）对两种情况，分别根据平衡条件、胡克定律和安培力公式列式，联立即可求解．
解答 解：（1）要使弹簧不伸长，则重力应与安培力平衡，所以安培力应向上，据左手定则可知电流方向应向右
因mg=BIL
所以$I=\frac{mg}{BL}=2.5A$
（2）因在金属中通入自左向右、大小为I1=0.2A的电流，弹簧伸长，即金属棒下降x1=1cm，
由平衡条件得：mg=BIL+2kx1
当电流反向时，由平衡条件得：mg=-BIL+2kx2
解得：${x}_{2}=\frac{mg+BIL}{mg-BIL}{x}_{1}=1.16cm$
答：（1）要使弹簧不伸长，金属棒中电流的大小为2.5A方向向右
（2）弹簧伸长了1.16cm．
点评 本题考查安培力、弹力与重力间处于平衡状态的问题，体现了胡克定律，安培力公式，同时注意左手定则的应用．
练习册系列答案
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15．下列几组力的合力可能是30N的有（ ）
| A． | 30N、60 N | B． | 6 N、23 N | C． | 35 N、35 N | D． | 50 N、60 N |
如图所示，原长分别为L1和L2、劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧竖直悬挂在天花板上，两弹簧之间有一质量为m1的物体，最下端挂着质量为m2的另一物体，整个装置处于静止状态．求：
多用电表表头的示意图如图所示．在正确操作的情况下：
20．
影响平行板电容器电容的因素有很多，探究时需采用控制变量法．如图，已经充满电的两个极板所带电荷量不变，两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ．实验中，改变电容器的结构，关于可能看到的现象，下列说法正确的是（ ）
影响平行板电容器电容的因素有很多，探究时需采用控制变量法．如图，已经充满电的两个极板所带电荷量不变，两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ．实验中，改变电容器的结构，关于可能看到的现象，下列说法正确的是（ ）| A． | 保持d不变，增大S，则θ变大 | B． | 保持d不变，增大S，则θ变小 | ||
| C． | 保持S不变，减小d，则θ变大 | D． | 保持S不变，减小d，则θ不变 |
10．
如图所示，一半圆形降落伞边缘用24根伞绳中心对称分布，下端悬挂一名飞行员，每根绳与中轴线的夹角为30°，飞行员及飞行员身上装备的总质量为80kg，降落伞的质量为40kg．当匀速降落时，不计飞行员所受空气作用力，每根悬绳的拉力是（ ）
如图所示，一半圆形降落伞边缘用24根伞绳中心对称分布，下端悬挂一名飞行员，每根绳与中轴线的夹角为30°，飞行员及飞行员身上装备的总质量为80kg，降落伞的质量为40kg．当匀速降落时，不计飞行员所受空气作用力，每根悬绳的拉力是（ ）| A． | 50N | B． | $\frac{100}{3}$N | C． | $\frac{{200\sqrt{3}}}{9}$N | D． | $\frac{{100\sqrt{3}}}{3}$N |
如图所示，质量是4kg的箱子在20N的水平拉力作用下沿水平地面匀速滑动，求箱子与地面间的动摩擦因数．
如图所示，一对光滑的 平行金属导轨 （电阻不计） 固定在同一水 平面内，导轨 足够长且间距为L=1m，左端接有阻值为R=5Ω的电 阻，一质量为m=1kg、电阻r=1Ω长为L的金属棒MN放 置在导轨上，金属棒与导轨间动摩擦因数μ=0.2，整个装置 置于方向竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁 感应强度为B=1T，金属棒在水平向右的外力作 用下，由静止开始做加速运动，保持外力的 功率为P=18W不变，经过t=3s时间t金属棒最终做匀速 运动．此过程通过电阻R的电量q=1.5c求：