题目内容

3．如图所示为一种“电磁天平”的结构简图，等臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，线圈未通电时天平两臂平衡；已知线圈的水平边长L=0.1m，匝数为N=800，线圈的下底边处于匀强磁场内，磁感应强度B=0.5T，方向垂直于线圈平面向里，线圈中通有方向沿顺时针，大小可在0-2A范围内调解的电流I；挂盘放上待测物体后，调解线圈中电流使得天平平衡，测出电流即可测得物体的质量；重力加速度g=10m/s2，试求：该“电磁天平”能够称量的最大质量．

分析 线圈未通电时天平两臂平衡，通电后右侧多受个向下的安培力，故再次平衡时安培力大小应该等于左边物体的重力，再结合安培力公式列式分析即可．

解答 解：由于天平平衡，故安培力为：F=mg，
又F=NBIL，
联立解得：m=$\frac{NBIL}{g}$；
当I=2A时，m最大，算得最大称量质量为：m=$\frac{800×0.5×2×0.1}{10}$=8kg；
答：该“电磁天平”能够称量的最大质量为8kg．

点评 本题关键是明确“电磁天平”的工作原理，同时要结合安培力公式F=BIL列式求解，注意线圈有N匝，不是单匝．

练习册系列答案
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13．如图所示，为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分．图中背影方格的边长均为5cm，如果g取10m/s2，那么平抛运动的初速度和B点的速度分别是（　　）
A．1.5m/s     2.5m/sB．$\frac{\sqrt{3}}{2}$ m/s   $\frac{\sqrt{13}}{2}$ m/s
C．1.5m/s  $\frac{\sqrt{13}}{2}$ m/sD．$\frac{\sqrt{3}}{2}$m/s   2.5m/s
14．如图所示，木块质量m=0.78kg，在与水平方向成37°角、斜向右上方的恒定拉力F作用下，从静止开始做匀加速直线运动，在3s时间内运动了9m的位移．已知木块与地面间的动摩擦因数μ=0.4，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80．求拉力F的大小．
11．如图所示，正八边形区域内有垂直于纸面的匀强磁场．一带电的粒子从h点沿he图示方向射入磁场区域，当速度大小为vb时，从b点离开磁场，在磁场中运动的时间为tb．当速度大小为vd时，从d点离开磁场，在磁场中运动的时间为td，不计粒子重力．则下列正确的说法是（　　）
A．tb：td=2：1B．tb：td=1：2C．tb：td=3：1D．tb：td=1：3
18．如图（a）所示，光滑绝缘水平面上有甲、乙两个点电荷．t=0时，甲静止，乙以初速度6m/s向甲运动，甲的速度为0．此后，它们仅在静电力的作用下沿同一直线运动（整个运动过程中没有接触），它们运动的v-t图象分别如图（b）中甲、乙两曲线所示．则由图线可知（　　）
A．两电荷的电性一定相同
B．t1时刻两电荷的电势能最大
C．0～t2时间内，两电荷的静电力先增大后减小
D．0～t3时间内，甲的动能一直增大，乙的动能一直减小
8．下列说法正确的是（　　）
A．β射线与γ射线一样都是电磁波，但β射线的穿透本领远比γ射线弱
B．玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征
C．氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时氢原子的能量减少
D．在原子核中，比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固
15．如图所示，纸面上正三角形ABC的三个顶点处各有一个垂直纸面的长直导线，三导线中均通有垂直纸面向里的恒定电流，处导线中的电流比C处导线中的电流大，则A处导线中电流所受安培力的方向可能是（　　）
A．F1B．F2C．F3D．F4
3．如图所示，箱子中固定有一根轻弹簧，弹簧上端连着一个重物，重物顶在箱子顶部，且弹簧处于压缩状态．设弹簧的弹力大小为F，重物与箱子顶部的弹力大小为FN．当箱子做竖直上抛运动时（　　）
A．F=FN=0B．F=FN≠0C．F≠0，FN=0D．F=0，FN≠0
4．如图（a）所示，一滑块在光滑曲面轨道上由静止开始下滑h高度后进入水平传送带，传送带的运行速度大小为v=4m/s，方向如图．滑块离开传送带后在离地H高处水平抛出，空气阻力不计，落地点与抛出点的水平位移为s．改变h的值测出对应的 s值，得到如图（b）所示h≥0.8m范围内的s2随h的变化图线，由图线可知，抛出点离地高度为H=10m，图中hx=2.4m．（取g=10m/s2）

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