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如右图所示为一电流表的原理示意图.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弹簧相连,绝缘弹簧劲度系数为k.在矩形区域abcd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,MN的长度大于.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:当MN中有电流通过时,指针示数可表示电流强度.

(1)当电流表示数为零时,弹簧伸长多少?(重力加速度为g)
(2)若要电流表正常工作,MN的哪一端应与电源正极相接?
(3)若 ,此电流表的量程是多少?(不计通电时电流产生的磁场的作用)
(4)若将量程扩大2倍,磁感应强度应变为多大?

(1)  (2)M端 (3)2.5 A (4)0.10

解析试题分析:(1)设当电流表示数为零时,弹簧的伸长量为,则有
由①式得:.②
(2)为使电流表正常工作,作用于通有电流的金属棒MN的安培力必须向下,因此M端应接正极.
(3)设电流表满偏时通过MN间电流强度为Im.则有

联立②③并代入数据得.④
(4)设量程扩大后,磁感应强度变为B′,则有

由①⑤式得:
代入数据得:
考点:安培力;共点力平衡的条件及其应用;胡克定律.
点评:本题题意新颖,考查点巧妙,借助生活中的实际器材考查了物体平衡问题,正确进行受力分析,然后根据平衡条件列方程是解题关键.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:单选题

如图,弹簧吊着箱子A,箱内放有物体B,它们的质量均为m, 现对箱子施加竖直向上的力F=4mg,而使系统静止。撤去F的瞬间, A、B的加速度分别为(  )

A.aA=aB=g
B.aA="g" ,aB=0
C.aA="2g," aB=g
D.aA="3g," aB=g

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(9分)如图所示,倾角为θ的固定光滑斜面底部有一垂直斜面的固定档板C.劲度系数为k1的轻弹簧两端分别与挡板C和质量为m的物体B连接,劲度系数为k2的轻弹簧两端分别与B和质量也为m的物体A连接,轻绳通过光滑滑轮Q与A和一轻质小桶P相连,轻绳AQ段与斜面平行,A和B均静止.现缓慢地向小桶P内加入细砂,当k1弹簧对挡板的弹力恰好为零时,求:

(1)小桶P内所加入的细砂质量;
(2)小桶下降的距离.

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

在一根弹簧下端悬挂重为15N的重物,静止时弹簧长20cm,当这根弹簧下端悬挂重21N的重物静止时,弹簧长24cm,求:此弹簧原长为多少?劲度系数为多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图所示,在竖直方向上AB两物体通过劲度系数为k的轻质弹簧相连,A放在水平地面上;BC两物体通过细绳绕过轻质定滑轮相连,C放在固定的光滑斜面上。用手拿住C,使细线刚刚拉直但无拉力作用,并保证ab段的细线竖直、cd段的细线与斜面平行。已知AB的质量均为mC的质量为4m,重力加速度为g,细线与滑轮之间的摩擦不计,开始时整个系统处于静止状态。释放C后它沿斜面下滑,A刚离开地面时,B获得最大速度,

求:(1)当物体A从开始到刚离开地面时,物体C沿斜面下滑的距离
(2)斜面倾角α
(3)B的最大速度。

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科目:高中物理 来源: 题型:实验题

某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度(圈数)的关系;实验装置如图(a)所示:一均匀长弹簧竖直悬挂,7个指针P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处;通过旁边竖直放置的刻度尺,可以读出指针的位置,P0指向0刻度;设弹簧下端未挂重物时,各指针的位置记为x0;挂有质量为0.100kg砝码时,各指针的位置记为x;测量结果及部分计算结果如下表所示(n为弹簧的圈数,取重力加速度为9.80m/s2).已知实验所用弹簧的总圈数为60,整个弹簧的自由长度为11.88cm.
                      

 
 
P1
 
P2
 
P3
 
P4
 
P5
 
P6
 
x0 (cm)
 
2.04
 
4.06
 
6.06
 
8.05
 
10.03
 
12.01
 
x(cm)
 
2.64
 
5.26
 
7.81
 
10.30
 
12.93
 
15.41
 
n
 
10
 
20
 
30
 
40
 
50
 
60
 
k(N/m)
 
163
 

 
56.0
 
43.6
 
33.8
 
28.8
 
1/k(m/N)
 
0.0061
 

 
0.0179
 
0.0229
 
0.0296
 
0.0347
 
(1)将表中数据补充完整:
(2)以n为横坐标,1/k为纵坐标,在图(b)给出的坐标纸上画出1/k-n图象;

(3)图(b)中画出的直线可以近似认为通过原点;若从实验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧,该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系的表达式为k=  N/m;该弹簧的劲度系数k与其自由长度l0(单位为m)的表达式为k=  N/m.

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科目:高中物理 来源: 题型:单选题

如图所示,带支架的平板小车沿水平面向左做直线运动,小球A用细线悬挂于支架前端,质量为m的物块B始终相对于小车静止地摆放在右端。B与小车平板间的动摩擦因数为μ.若某过程中观察到细线偏离竖直方向θ角,则此刻小车对物块B产生的作用力的大小和方向为(  )

A.,竖直向上;
B.,斜向左上方;
C.,水平向右;
D.,斜向右上方。

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科目:高中物理 来源: 题型:单选题

将力传感器A固定在光滑水平桌面上,测力端通过轻质水平细绳与滑块相连,滑块放在较长的小车上(靠右端)。如图甲所示,传感器与计算机相连接,可获得力随时间变化的规律。一水平轻质细绳跨过光滑的定滑轮,一端连接小车,另一端系沙桶,整个装置开始处于静止状态。在物体与小车脱离前缓慢向沙桶里倒入细沙,力传感器采集的F-t图象如乙图所示。则:

A.0~2.5s向沙桶里倒入细沙是不均匀的,2.5s后停止倒入细沙
B.0~2.5s小车所受静摩擦力作用的最大值约3.5N;2.5s~4.0s小车所受滑动摩擦力不变
C.0~2.5s小车静止,2.5s~4.0s小车做匀加速运动
D.0~2.5s小车静止,2.5s~4.0 s小车做变加速运动

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科目:高中物理 来源: 题型:单选题

如图所示,质量为m的物块和质量为M的木板叠放在水平地面上,现给物块一个初速度使它在木板上向右滑行,木板与地面间动摩擦因数为, 物块与木板间动摩擦因数为, 已知木板始终处于静止状态, 那么下列说法正确的是(    )

A.物块受到的摩擦力大小为μ1mg
B.物块对木板的摩擦力方向水平向右
C.地面对木板的摩擦力大小一定是
D.地面对木板的摩擦力是水平向左的静摩擦力

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