（7分）某同學(xué)自制一電流表，其原理如圖所示。質(zhì)量為m的均勻細(xì)金屬桿MN與一豎直懸掛的絕緣輕彈簧相連，彈簧的勁度系數(shù)為k，在矩形區(qū)域abcd內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向外。MN的右端連接一絕緣輕指針，可指示出標(biāo)尺上的刻度。MN的長(zhǎng)度大于ab，當(dāng)MN中沒(méi)有電流通過(guò)且處于靜止時(shí)，MN與矩形區(qū)域的ab邊重合，且指針指在標(biāo)尺的零刻度；當(dāng)MN中有電流時(shí)，指針示數(shù)可表示電流強(qiáng)度。MN始終在紙面內(nèi)且保持水平，重力加速度為g。

（1）當(dāng)電流表的示數(shù)為零時(shí)，求彈簧的伸長(zhǎng)量；
（2）為使電流表正常工作，判斷金屬桿MN中電流的方向；
（3）若磁場(chǎng)邊界ab的長(zhǎng)度為L(zhǎng)1，bc的長(zhǎng)度為L(zhǎng)2，此電流表的量程是多少？

（1）   （2）  MN  （3）

解析試題分析：（1）設(shè)當(dāng)電流表示數(shù)為零時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量為，則有
　　　　 （2分）
（2）根據(jù)左手定則，金屬桿中的電流方向?yàn)椋篗N         （2分）
（3）設(shè)電流表滿偏時(shí)通過(guò)MN的電流為Im，則有：
       （3分）
考點(diǎn)：本題考查左手定則、物體的平衡。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，質(zhì)量為M傾角為α的斜面體（斜面光滑且足夠長(zhǎng)）放在粗糙的水平地面上，底部與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)足夠大，斜面頂端與勁度系數(shù)為k、自然長(zhǎng)度為L(zhǎng)的輕質(zhì)彈簧相連，彈簧的另一端連接著質(zhì)量為m的物塊。壓縮彈簧使其長(zhǎng)度為L時(shí)將物塊由靜止開始釋放，物塊將在某一平衡位置兩側(cè)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中斜面體始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，重力加速度為g，求：

（1）物塊處于平衡位置時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量；
（2）依據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性，求物塊m在運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)的加速度的大小；
（3）若在斜面體的正下方安裝一個(gè)壓力傳感器，求在物塊m運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程中，此壓力傳感器的最大示數(shù)。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒MN靜止在水平導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌寬度為L(zhǎng)，導(dǎo)體棒離開左側(cè)連接電源的導(dǎo)線距離為d，已知電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，導(dǎo)體棒的電阻為R，其余部分與接觸電阻不計(jì)。磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)體棒斜向上與水平面的夾角為，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，求：

（1）導(dǎo)體棒和電源圍成的回路的磁通量的大小
（2）軌道對(duì)導(dǎo)體棒的支持力和摩擦力。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L＝0.40 m，金屬導(dǎo)軌所在平面與水平面夾角θ＝37°，在導(dǎo)軌所在的平面內(nèi)，分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.50 T、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．金屬導(dǎo)軌的一端接有電動(dòng)勢(shì)E＝4.5 V、內(nèi)阻r＝0.50 Ω的直流電源．現(xiàn)把一個(gè)質(zhì)量m＝0.040 kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒恰好靜止．導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的電阻R0＝2.5 Ω，金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì)，g取10 m/s2.已知sin 37°＝0.60，cos 37°＝0.80，

求：（1）通過(guò)導(dǎo)體棒的電流；
（2）導(dǎo)體棒受到的安培力大��；
（3）導(dǎo)體棒受到的摩擦力．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒MN靜止在水平導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌寬度為L(zhǎng)，已知電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，導(dǎo)體棒的電阻為R，其余部分與接觸電阻不計(jì)，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)體棒斜向上與水平面的夾角為?，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，求軌道對(duì)導(dǎo)體棒的支持力和摩擦力。（重力加速度取g）。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（7分）如圖所示，在傾角為37°的光滑斜面上有一根長(zhǎng)為0.4 m，質(zhì)量為6×10－2 kg的通電直導(dǎo)線，電流強(qiáng)度I＝1 A，方向垂直于紙面向外，導(dǎo)線用平行于斜面的輕繩拴住不動(dòng)，整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度每秒增加0.4 T，方向豎直向上的磁場(chǎng)中．設(shè)t＝0時(shí)，B＝0，則需要多長(zhǎng)時(shí)間斜面對(duì)導(dǎo)線的支持力為零？(g取10 m/s2)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，質(zhì)量為2 kg的直角三棱柱A放在水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，且斜面傾角為37°.質(zhì)量為1 kg的光滑球放在三棱柱和光滑豎直墻壁之間，A和B都處于靜止?fàn)顟B(tài)，求地面對(duì)三棱柱的支持力和摩擦力各為多少?(g=10m/ssin37°cos37° 

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（19分）如圖所示，平面直角坐標(biāo)系的y軸豎直向上，x軸上的P點(diǎn)與Q點(diǎn)關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)O對(duì)稱，距離為2a。有一簇質(zhì)量為m、帶電量為+q的帶電微粒，在xoy平面內(nèi)，從P點(diǎn)以相同的速率斜向右上方的各個(gè)方向射出（即與x軸正方向的夾角θ，0°＜θ＜90°），經(jīng)過(guò)某一個(gè)垂直于xoy平面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域后，最終會(huì)聚到Q點(diǎn)，這些微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡關(guān)于y軸對(duì)稱。為使微粒的速率保持不變，需要在微粒的運(yùn)動(dòng)空間再施加一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)。重力加速度為g。求：

（1）勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E的大小和方向；
（2）若一個(gè)與x軸正方向成30°角射出的微粒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑也為a，求微粒從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)的時(shí)間t；
（3）若微粒從P點(diǎn)射出時(shí)的速率為v，試推導(dǎo)微粒在x＞0的區(qū)域中飛出磁場(chǎng)的位置坐標(biāo)x與y之間的關(guān)系式。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（15分）如圖所示，處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的兩根足夠長(zhǎng)、電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌相距1 m，導(dǎo)軌平面與水平面成θ = 37°角，下端連接阻值為R＝2Ω的電阻。磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.4T。質(zhì)量為0.2kg、電阻不計(jì)的金屬棒放在兩導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25。金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑。(g=10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)  

(1)判斷金屬棒下滑過(guò)程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向；  
(2)求金屬棒下滑速度達(dá)到5m/s時(shí)的加速度大��；
(3)當(dāng)金屬棒下滑速度達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，求電阻R消耗的功率。

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