题目内容

如图3所示，将长50cm，质量为10g的均匀金属棒ab两端用两只相同的弹簧悬挂成水平状态，位于垂直纸面向里的匀强磁场中.当金属棒中通过0.4A电流时，弹簧恰好不伸长，求：
（1）匀强磁场中磁感应强度是多大？
（2）当金属棒通0.2A由a到b的电流时，弹簧伸长1cm，如果电流方向由b到a，而电流大小不变，弹簧伸长又是多少？（取g=9.8m/s2）


（1）当ab棒受到向上的安培力BIL和向下的重力mg大小相等时，弹簧不伸长，由BIL=mg可得磁感应强度B=T=0.49T.
（2）当通入由a向b，大小为0.2A的电流时，ab棒处于平衡状态.根据平衡条件有  2kx1=mg-BI1L         ①
当电流反向后，ab棒在两个弹簧向上拉力2kx2及向下的安培力BI2L和重力mg作用下平衡，有
                      2kx2=mg+BI2L                          ②
①②两式相除并整理，得弹簧伸长x2为
x2= ?x1=3cm
【试题分析】
练习册系列答案
相关题目
（2013?日照一模）（1）某同学在研究“对不同物体做相同功情况下，物体质量与速度的关系”时，提出了以下四种猜想：
A．m∞υ
B．m∞
1
υ

C．m∞υ2
D.m∞
1
υ2

为验证猜想的正确性，该同学用如图1所示的装置进行实验：将长木板平放在水平桌面上，木块固定在长木板一端，打点计时器固定在木块上，木块右侧固定一轻弹簧，用连接纸带的小车压缩弹簧至长木板的虚线处由静止释放，打点计时器在纸带上打下一系列点，选取点迹均匀的一部分纸带，计算出小车匀速运动的速度υ1，测出小车的质量m1；然后在小车上加砝码，再次压缩弹簧至木板虚线处由静止释放小车，计算出小车和砝码匀速运动的速度υ2，测出小车和砝码的总质量m2：再在小车上加砝码，重复以上操作，分别测出υ3、m3…．

①每次实验中，都将小车压缩弹簧至长木板的虚线处由静止释放，目的是
小车获得相同的动能（弹簧对小车做功相同）
小车获得相同的动能（弹簧对小车做功相同）
；若要消除每次实验中小车和纸带受到的阻力对小车运动的影响，应进行的实验操作是
垫高木板固定打点计时器的一端，使小车连同纸带一起在木板上匀速运动（平衡摩擦力）
垫高木板固定打点计时器的一端，使小车连同纸带一起在木板上匀速运动（平衡摩擦力）
．
②某次实验采集的五组数据如表：由表格数据直观判断，明显不正确的两个猜想是A、B、C、D中的
AC
AC
；若对某个猜想进行数据处理并作图，画出了如图2所示的图象，则图中的横坐标应是
1
v2
1
v2
．
m/kg 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50
v/（m?s-1） 1.000 0.707 0.577 0.500 0..447
（2）冬、春季节降水量少，广东沿海附近江河水位较低，涨潮时海水倒灌，出现“咸潮”现象，使沿海地区的城市自来水中的离子浓度增高，电阻率变小，水质受到影响．某同学设计了一个监测河水电阻率的实验．在一根均匀长度玻璃管两端分别装上橡胶塞和铂电极，如图3所示，两电极相距L=0.314m，管内充满待测的河水．安装前用游标卡尺测量玻璃管的内径，测量结果如图4所示．
为测管内河水电阻供选器材有：
电压表V1：量程15V，内阻约30kΩ
电压表V2：量程3V，内阻约10kΩ
电流表A1：量程0.6A，内阻约0.5Ω
电流表A2：量程150mA，内阻约10Ω
滑动变阻器甲：最大值为10Ω，额定电流足够大
滑动变阻器乙：最大值为1kΩ，额定电流足够大
电源E1：电动势15V，内阻6Ω
电源E2：电动势3V，内阻2Ω
开关、导线若干．
该同学选用以上部分器材测出了9组数据，并在坐标系中标出，如图5所示．
①据图（2）读出玻璃管的内径d=
6.70
6.70
mm．
②实验时，所选用的电压表为
V1
V1
（填“V1”或“V2”），所选用的电流表为
A2
A2
（填“A1”或“A2”），所选的滑动变阻器为
甲
甲
（填“甲”或“乙”），所选的电源为
E1
E1
（填“E1”或“E2”）．
③在答题卡的虚线框内画出该实验的原理图．
（1）某同学利用如图1所示的实验装置来“验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒”．
①请完善以下实验步骤：
a．用游标卡尺测遮光条的宽度，多次测量取平均值L；
b．实验时，先接通气源，再调节气垫导轨，使导轨处于水平位置；
c．将滑块从图示位置由静止释放，读出遮光条通过光电门的时间△t；
d．计算出滑块通过光电门的速度v=
 
（用上述测量出的物理量表示）．
②实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m、
 
和
 
（用文字说明和相应字母表示）．
③本实验通过比较
 
和
 
，在实验误差允许的范围内相等（用测量的物理量符号表示），从而验证了系统的机械能守恒．
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（2）某同学想测量某导电溶液的电阻率，先在一根均匀的长玻璃管两端各装了一个电极（接触电阻不计），两电极相距L=0.700m，其间充满待测的导电溶液．用如下器材进行测量：
电压表（量程l5V，内阻约30kΩ）；     电流表（量程300μA，内约50Ω）；
滑动变阻器（10Ω，1A）；              电池组（电动势E=12V，内阻r=6Ω）；
单刀单掷开关一个、导线若干．
下表是测量通过管中导电液柱的电流及两端电压的实验数据．实验中用20分度的游标卡尺测量了玻璃管的内径，结果如图3所示．
U/V 0 1.0 3.0 5.0 7.0 9.0 11.0
I/μA 0 22 65 109 155 175 240
根据以上所述请回答下面的问题：
①玻璃管内径d=
 
mm．
②请在图2中补画出未连接的导线．
③根据表数据在图4坐标中已描点，请作出U-I图象，由图象求出电阻R=
 
Ω（结果保留2位有效数字）．
④计算该导电溶液的电阻率表达式是：ρ=
 
 （用R、d、L表示）．
（1）建筑、桥梁工程中所用的金属材料（如钢筋钢梁等）在外力作用下会伸长，其伸长量不仅与和拉力的大小有关，还和金属材料的横截面积有关．人们发现对同一种金属，其所受的拉力与其横截面积的比值跟金属材料的伸长量与原长的比值的比是一个常数，这个常数叫做杨氏模量．用E表示，即：E=
( 
F
S
 )
( 
△L
L
 )
；某同学为探究其是否正确，根据下面提供的器材：不同粗细不同长度的同种金属丝；不同质量的重物；螺旋测微器； 游标卡尺；米尺；天平；固定装置等．设计的实验如图1所示．
该同学取一段金属丝水平固定在固定装置上，将一重物挂在金属丝的中点，其中点发生了一个微小下移h．用螺旋测微器测得金属丝的直径为D；用游标卡尺测得微小下移量为h；用米尺测得金属丝的原长为2L；用天平测出重物的质量m（不超量程）．
①在一次测量中：
a．螺旋测微器如图2甲所示，其示数为
3.853
3.853
mm；
b．游标卡尺如图2乙所示，其示数为
11.14
11.14
mm；

②用以上测量量的字母表示该金属的杨氏模量的表达式为：E=
2mgL
L2+h2
πD2h(
L2+h2
-L)
2mgL
L2+h2
πD2h(
L2+h2
-L)
．
（2）在探究“牛顿第二定律”时，某小组设计双车位移比较法来探究加速度与力的关系．实验装置如图3所示，将轨道分上下双层排列，两小车后的刹车线穿过尾端固定板，由安装在后面的刹车系统同时进行控制（未画出刹车系统）．通过改变砝码盘中的砝码来改变拉力大小．通过比较两小车的位移来比较两小车的加速度大小，是因为位移与加速度的关系式为
s=
1
2
at2；
s=
1
2
at2；
．已知两车质量均为200g，实验数据如表中所示：
实验次数 小车 拉力F/N 位移s/cm 拉力比F甲/F乙 位移比s甲/s乙
1 甲 0.1 22.3 0.50 0.51
乙 0.2 43.5
2 甲 0.2 29.0 0.67 0.67
乙 0.3 43.0
3 甲 0.3 41.0 0.75 0.74
乙 0.4 55.4
分析表中数据可得到结论：
在实验误差范围内当小车质量保持不变时，由于s∝F说明a∝F；
在实验误差范围内当小车质量保持不变时，由于s∝F说明a∝F；
．
该装置中的刹车系统的作用是
控制两车同时运动和同时停止；
控制两车同时运动和同时停止；
．
为了减小实验的系统误差，你认为还可以进行哪些方面的改进？（只需提出一个建议即可）
调整两木板平衡摩擦力（或使砝码盘和砝码的总质量远小于小车的质量等）．
调整两木板平衡摩擦力（或使砝码盘和砝码的总质量远小于小车的质量等）．
．
（2008?崇文区一模）（1）用油膜法估测油酸分子直径的大小．
①现将1滴配置好的油酸溶液滴入盛水的浅盘中，让油膜在水面上尽可能散开，待液面稳定后，在水面上形成油酸的
单分子层
单分子层
油膜；
②把带有方格的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描绘出油膜的边界轮廓，形状如图1所示．已知坐标方格边长为L，按要求数出油膜轮廓线包括的方格是n个，则油酸的面积约是
nL2
nL2
cm2；
③已知1滴油酸溶液中含纯油酸的体积为V0，由以上数据估测出油酸分子的直径为
V0
nL2
V0
nL2
cm．
（2）一个定值电阻，其阻值约在40-50Ω之间，现需要测量其阻值．
给出的实验器材有：
电池组E   电动势9V，内阻约为0.5Ω
电压表V   量程0-10V，内阻20KΩ
电流表A1  量程0-50mA，内阻约为20Ω
电流表A2  量程0-300mA，内阻约为4Ω
滑动变阻器R1，阻值范围0-100Ω，额定电流1A
滑动变阻器R2，阻值范围0-1700Ω，额定电流0.3A
电键S、导线若干
如图2所示有两种电路可供选择．测量中为了减小测量误差，实验所用电流表应为
A2
A2
（填代号），滑动变阻器应为
R1
R1
（填代号）．实验中应选用图2中
甲
甲
所示电路图．
（3）在验证机械能守恒定律的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，当地的重力加速度为10m/s2，所用重物的质量为1.0kg，实验中得到的一条点迹清晰的纸带，如图3所示．若把第一个点记做O，另选连续的四个点A、B、C、D做为测量点，经测量知道A、B、C、D点到O点的距离分别为62.9cm、70.2cm、77.8cm、85.8cm．根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力势能的减少量为
7.8
7.8
J，动能的增加量为
7.6
7.6
J．（计算结果保留两位有效数字）
某物理兴趣小组利用学校的数字实验室设计了一个测量小车瞬时速度的实验．设计的实验装置如图1所示．将长直木板B支成斜面，小车C的前端固定挡光片P，光电门G固定在木板的侧面A处，让小车在斜面上的同一位置O由静止释放，用光电计时器（未画出）记录挡光片通过光电门时挡光的时间△t．兴趣小组共准备了宽度△x不同的五块挡光片，分别做了五次实验（每次实验时挡光片的前沿均与小车的前端对齐），并计算出各次挡光片通过光电门的平均速度
.
v
（
.
v
=
△x
△t
）．记录的数据如下表所示：
实验顺序 △x（cm） △t（ms）
.
v
（m/s）
1 2 50.5 0.396
2 4 95.0 0.421
3 6 137.5 0.436
4 8 174.5 0.459
5 10 212.0 0.472
完成下列作图和填空：
（1）根据表中给出的数据，在如图2给出的坐标纸上画出
.
v
-△t图线；
（2）由所画出的
.
v
-△t图线，得出小车的加速度大小为
 
m/s2；
（3）由所画出的
.
v
-△t图线，得出小车前端过A处的瞬时速度大小为
 
m/s．
（以上两空均保留3位有效数字）
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