题目内容
6.(1)试分析说明,开关S闭合后,哪根管内液面较高?
(2)若闭合开关S后,测得两管液面高度差为h,则磁场的磁感应强度大小为多大?
(3)在实际应用中,可以用测量两管液面高度差的方法来测量一磁场的磁感应强度,试分析说明此法测量磁感强度B时,欲提高测量灵敏度,可采取什么方法?
分析 (1)当开关闭合时,液体中有电流流过,电流在磁场中受到安培力作用,液体在力的作用下发生流动,使液面高度发生变化.
(2)根据高出的液体处于平衡状态列方程可以求出磁感应强度.
(3)根据第二问求出的磁感应强度的表达式,可以明确为了提高测量的灵敏度,应该采取的措施.
解答 解:(1)当开关闭合时,液体中有从c到d方向的电流,根据左手定则可知,液体将受到向左的安培力作用,在液面内部将产生压强,因此b端的液面将比a端的高.
(2)当液面稳定时,安培力对液体产生的压强与两管液面的高度差产生的压强相等,$\frac{{F}_{安}}{S}=ρgh$,即BIL=ρghLd,
又根据闭合电路欧姆定律由$I=\frac{E}{r+{R}_{液}}$,其中${R}_{液}={ρ}_{电}•\frac{L}{dH}$,
联立解得B=$\frac{ρghd}{E}(r+{ρ}_{电}\frac{L}{dH})$;
(3)由(2)可知,在B一定时,h越大,测量B的灵敏度越高,由B=$\frac{ρghd}{E}(r+{ρ}_{电}\frac{L}{dH})$可得,h=$\frac{B}{ρgd}•\frac{E}{r+{ρ}_{电}\frac{L}{dH}}$可知
增大电源的电动势E,减小电源的内电阻r,减小容器的厚度d,减小液体的电阻率ρ电和密度ρ等均可提高测量B的灵敏度.
答:(1)开关S闭合后,b管内液面较高
(2)若闭合开关S后,测得两管液面高度差为h,则磁场的磁感应强度大小为$\frac{ρghd}{E}(r+{ρ}_{电}\frac{L}{dH})$
(3)增大电源的电动势E,减小电源的内电阻r,减小容器的厚度d,减小液体的电阻率ρ电和密度ρ等均可提高测量B的灵敏度.
点评 本题有一定创新性,考查了学生综合应用知识的能力,是一道考查学生创新思维、综合应用知识能力的好题.
| A. | $\frac{l}{2}$ | B. | $\frac{l}{3}$ | C. | $\frac{l}{4}$ | D. | l |
| A. | 第一宇宙速度是发射卫星的最小速度 | |
| B. | 发射速度大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度时,卫星做椭圆运动 | |
| C. | 卫星环绕地球做匀速圆周运动时速度大小介于7.9km/s和11.2km/s之间 | |
| D. | 卫星环绕地球做椭圆运动时在近地点的速度大小小于7.9km/s |
| A. | 甲球可以沿轨道下滑到最低点 | |
| B. | 甲球在下滑过程中机械能守恒 | |
| C. | 一段时间后,当甲球反向滑回它一定能返回到其初始位置 | |
| D. | 在反向滑回过程中,甲球增加的重力势能等于乙球减少的重力势能 |
| A. | 玻璃对紫光的折射率较对红光的大 | |
| B. | 红光的波长较小 | |
| C. | 在真空中传播时,紫光的速度比较大 | |
| D. | 在玻璃中传播时,紫光的速度比较大 |
| A. | 电压表V1的示数变大,电压表V2的示数变小,且有△U1>△U2 | |
| B. | 电压表V1的示数变小,电压表V2的示数增大,且有△U1>△U2 | |
| C. | 电容器的左极板带正电,且有△Q>0 | |
| D. | 电容器的左极板带正电,且有△Q<0 |
| A. | 通过R的电流方向为从N到P | |
| B. | 导体棒ab受到的安培力大小为$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$ | |
| C. | R上产生的热量为$\frac{{B}^{2}{L}^{2}hv}{R}$ | |
| D. | 流过R的电量为$\frac{BLh}{Rsinα}$ |
| A. | 斜面的倾角θ=30° | B. | 物体的质量为m=0.5kg | ||
| C. | 斜面与物体间的摩擦力大小f=2N | D. | 物体在斜面上运动的总时间t=2s |