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5.如图所示为电流天平,可以用来测量匀强磁场的磁感应强度,它的右臂挂着矩形线圈,匝数为n,线圈的水平边长为L,处于匀强磁场内,磁感应强度B的方向与线圈平面垂直,当线圈中通过电流I时,调节砝码使两臂达到平衡,然后使电流反向,大小不变,这时需要在左盘中增加质量为m的砝码,才能使两臂达到新的平衡.重力加速度为g,则线圈所在位置处磁感应强度B的大小是(  )
A.$\frac{mg}{IL}$B.$\frac{mg}{nIL}$C.$\frac{mg}{2IL}$D.$\frac{mg}{2nIL}$

分析 天平平衡后,当电流反向(大小不变)时,安培力方向反向,则右边相当于多了或少了两倍的安培力大小.

解答 解:根据平衡条件:
有:mg=2nBIL,
得:B=$\frac{mg}{2nIL}$,故D正确.
故选:D

点评 解决本题的关键掌握安培力方向的判定,以及会利用力的平衡去求解问题

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

13.如图所示,置于光滑水平面上的木块A和B,其质量为mA和mB.当水平力F作用于A左端上时,两木块一起做加速运动,其A、B间相互作用力大小为FN;当水平力F作用于B右端上时,两木块一起做加速度运动,其A、B间相互作用力大小为F′N.则以下判断中正确的是(  )
A.两次木块运动的加速度大小相等B.FN+F′N<F
C.FN+F′N>FD.FN:F′N=mB:mA

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科目:高中物理 来源: 题型:实验题

14.某同学用打点计时器研究小车的匀变速直线运动.他将打点计时器接到电源频率为50Hz的交流电源上,实验时得到一条实验纸带,纸带上O、A、B、C、D、E、F、G为计数点,每相邻两个计数点间还有4个点没有画出.

(1)两相邻计数点间的时间间隔为T=0.1 s.
(2)由纸带可知,小车的加速度为a=0.75m/s2,(结果保留两位有效数字).
(3)若实验时,电源频率略低于50Hz,但该同学仍按50Hz计算小车的加速度,则测量得到的小车加速度与真实加速度相比将偏大(填“偏大”、“偏小”或“不变”).
(4)下列方法中有助于减小实验误差的是ACD(选填正确答案标号)
A.选取计数点,把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位
B.使小车运动的加速度尽量小些
C.舍去纸带上开始时密集的点,只利用点迹清晰,点间隔适当的那一部分进行测量、计算
D.适当增加挂在细绳下钩码的个数.

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

13.如图所示,上、下边界均水平的区域宽L=0.1m内有磁感应强度大小B=10T,方向水平向内的匀强磁场,一边长也为L、质量m=0.1kg、内阻R=1Ω的匀质正方形线框,通过滑轮装置与另一质量M=0.14kg的物体连接,线框从磁场下方H(未知)处由静止释放,当线框cd边进入磁场一段时间后(cd边仍在磁场中),开始匀速运动经过磁场区域,从线框进入磁场到其达到匀速时,线框中产生的热量Q=0.032J.已知线框匀速运动的时间t=0.4s.线框在上升过程中平面始终与磁场方向垂直,ab边始终与边界平行,不计空气阻力计摩擦,取g=10m/s2,求:
(1)线框匀速运动时的速度vm
(2)线框从进入磁场到匀速时,流过线框横截面的电荷量q;
(3)线框进入磁场区域前,物体下落的高度H.

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

20.如图示的电阻不计且光滑的两平行金属导轨MN和OP放置在水平面内,MO间接有一阻值为R的电阻,导轨相距为d,其间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B,质量为m,电阻为r的导体棒CD垂直于导轨放置,并接触良好,现给导体棒CD一个水平初速度v,求:
(1)在整个运动过程中,导体棒CD间的最大电压.
(2)在整个运动过程中,电阻R产生的焦耳热.

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

10.如图所示,倾角为θ=37°的足够长平行导轨顶端bc间、底端ad间分别连一电阻,其阻值为R1=R2=2r,两导轨间距为L=1m.在导轨与两个电阻构成的回路中有垂直于轨道平面向下的磁场,其磁感应强度为B1=1T.在导轨上横放一质量m=1kg、电阻为r=1Ω、长度也为L的导体棒ef,导体棒与导轨始终良好接触,导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ=0.5.在平行导轨的顶端通过导线连接一面积为S=0.5m2、总电阻为r、匝数N=100的线圈(线圈中轴线沿竖直方向),在线圈内加上沿竖直方向,且均匀变化的磁场B2(图中未画),连接线圈电路上的开关K处于断开状态,g=10m/s2,不计导轨电阻.
求:
(1)从静止释放导体棒,导体棒能达到的最大速度是多少?
(2)导体棒从静止释放到稳定运行之后的一段时间内,电阻R1上产生的焦耳热为Q=0.5J,那么导体下滑的距离是多少?
(3)现闭合开关K,为使导体棒静止于倾斜导轨上,那么在线圈中所加磁场的磁感应强度的方向及变化率$\frac{△{B}_{2}}{△t}$大小的取值范围?

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

17.两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置,它们各有一边在同一水平面内,另一边垂直于水平面,质量均为m的金属杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,杆与水平和竖直导轨之间的动摩擦因数均为μ,导轨电阻不计.回路总电阻为2R,整个装置处于磁感应强度大小为B,方向竖直向上的匀强磁场中.当ab杆在平行于水平导轨的拉力作用下以速度v1沿水平方向导轨向右匀速运动时,cd杆也正好以v2向下做匀速运动,设运动过程中金属细杆ab、cd与导轨接触良好,重力加速度为g.则以下说法正确的是(  )
A.ab杆匀速运动的速度v1=$\frac{2Rmg}{μ{B}^{2}{L}^{2}}$
B.ab杆所受水平拉力F=$\frac{(1+{μ}^{2})mg}{μ}$
C.回路中的电流强度为$\frac{BL({v}_{1}+{v}_{2})}{2B}$
D.cd杆所受的摩擦力为零

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科目:高中物理 来源: 题型:填空题

14.如图所示,长为L的直金属棒OA绕过O点的平行于磁场的转轴,以角速度w顺时针在纸面内匀速转动,若磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,金属棒OA两点的电势差的大小为$\frac{1}{2}$BL2ω,金属棒的A端电势高.

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

15.如图,两光滑斜面在B处链接,小球由A处静止释放,经过B、C两点时速度大小分别为3m/s和4m/s,AB=BC.设球经过B点前后的速度大小不变,则
(  )
A.球在AB、BC段的运动时间之比为7:4
B.球在AB、BC段的加速度大小之比为9:7
C.球在AB、BC段的重力做功之比为9:16
D.球由A运动到C的过程中平均速率为2.1m/s

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