题目内容

如图8-2-17所示,M、N为两条水平放置的平行金属导轨,电阻不计,导轨间距d=0.2 m.轨道上放置一质量m=50 g的均匀金属棒ab,其长L=0.3 m,总电阻R=0.75 Ω,棒与两导轨相垂直.已知电源电动势E=6 V,内电阻r=0.5 Ω,电阻R0=2 Ω;整个装置放在匀强磁场中,磁感线与ab棒垂直,这时ab棒对轨道的压力恰好为零,且棒仍处于静止状态.求匀强磁场的磁感应强度.(取g=10 m/s2)

图8-2-17

 

思路点拨:棒ab处于静止,根据平衡条件知棒所受合力为零.此时棒只受重力和安培力,因此安培力F安方向必竖直向上,如图所示.

解析:根据左手定则知,所加匀强磁场方向水平向左.

在电路中,棒的有效长度为d,有效电阻R效=dR/L.

根据闭合电路欧姆定律,通过棒的电流

I== A=2 A

棒处于平衡,有

F安=mg,即BId=mg

B== T=1.25 T.

答案:1.25 T


练习册系列答案
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有一组同学对温度计进行专题研究.他们通过查阅资料得到17世纪时伽利略曾设计过一个温度计,其结构为:一麦秆粗细的玻璃管,一端与一鸡蛋大小的玻璃泡相连,另一端竖直插在水槽中,并使玻璃管内吸入一段水柱,根据管中水柱高度的变化可测出相应的温度.

为了研究“伽利略温度计”,同学们按照资料中的描述自制了如图8-2-27所示的测温装置,图中A为一塑料小瓶,B为一吸管,通过软木塞与A连通,管的下端竖直插在大水槽中.使管内外水面有一高度差h,然后进行实验研究:

图8-2-27

(1)在不同温度下分别测出对应的水柱高度h,记录的实验数据如下表所示.

温度/℃

17

19

21

23

25

27

h/cm

30.0

24.9

19.7

14.6

9.4

4.2

Δh=hn-1-hn

5.1

根据表中数据计算相邻两次测量水柱的高度差,并填入表内的空格,由此可得结论:

①当温度升高时,管内水柱高度h将____________________(选填“变大”“变小”或“不变”).

②水柱高度h随温度的变化而________________(选填“均匀”或“不均匀”)变化;试从理论上分析并证明结论②的正确性(提示:管内水柱产生的压强远远小于一个大气压).

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

(2)通过实验,同学们发现用“伽利略温度计”来测温度,还存在一些不足之处,其中主要的不足之处有:

①____________________________________________________________________________;

②____________________________________________________________________________.

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