题目内容
【题目】如图a所示为某电流天平的示意图,质量为m的均质细金属棒MN的中点处通过一挂钩与一竖直悬挂的绝缘轻弹簧相连,弹簧劲度系数为k。在矩形区域abed内有匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外。与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数。当MN中没有电流通过且处于平衡状态时,MN与矩形区域的cd边重合,且指针指在0刻线的位置,此时标尺读数为0。当MN中有电流通过且平衡时,移动游标,再次使其零刻度线对准指针,标尺示数如图b所示。此时标尺读数为___________cm。
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利用上述装置可以测量悬挂的轻弹簧的劲度系数,已知B=0.547T,MN中通有电流Ⅰ=1.00A,MN的长度l=0.250m,ab边的长度d=0.200m.则轻弹簧的劲度系数k=___________N/m。
【答案】1.094 10
【解析】
游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺示数,根据图示游标卡尺读出其示数;应用安培力公式与平衡条件可以求出弹簧的劲度系数。
由图示游标卡尺可知,此时游标卡尺读数为:10mm+47×0.02mm=10.94mm=1.094cm;
线框所受安培力:F=BId,线框静止,处于平衡状态,由平衡条件得:kx=BId,其中:x=1.094cm,
代入数据解得:k=10N/m;
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