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粗细均匀的直导线MN的两端悬挂在两根相同的轻质弹簧下边,MN恰好在水平位置,如图...

粗细均匀的直导线MN的两端悬挂在两根相同的轻质弹簧下边,MN恰好在水平位置如图.已知MN的质量m10 gMN的长度49 cm,沿水平方向与MN垂直的匀强磁场的磁感应强度B0.5 T(g9.8 m/s2)

(1)要使两根弹簧能处于自然状态,既不被拉长,也不被压缩,MN中应沿什么方向、通过多大的电流?

(2)若导线中有从MN方向的、大小为0.2 A的电流通过时,两根弹簧均被拉长了Δx1 mm,求弹簧的劲度系数。

(3)当由NM方向通过0.2 A的电流时,两根弹簧被拉长多少?

 

(1)0.4 A(2)24.5 N/m(3)0.003 m 【解析】(1)只有MN受到的安培力方向竖直向上且等于MN的重力时,两根弹簧才能处于自然状态。根据左手定则,MN中的电流方向应由M到N,电流的大小由mg=BIl求得 (2)导线中通过由M到N方向的电流时,受到竖直向上的安培力作用,被拉长的两根弹簧对MN有竖直向上的拉力,MN受到竖直向下的重力,平衡时有:BI1l+2kΔx=mg 可得弹簧的劲度系数 (3)当电流方向由N向M时,MN所受安培力竖直向下,平衡时有:2kΔx′=mg+BI2l 由此式可求出两根弹簧被拉伸的长度 点睛:此题考查安培力、弹力与重力间处于平衡状态的问题,考查了胡克定律,安培力公式,解题时要注意电流方向变化时安培力的方向也变化,注意左手定则的应用.  
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考点分析:
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如图所示,在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4m,质量为6×102kg的通电直导线,电流I=1A,方向垂直纸面向外,导线用平行于斜面的轻绳拴住不动,整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4T,方向竖直向上的磁场中,设t=0时,B=0,则需要多长时间斜面对导线的支持力为零?(g10m/s2)

 

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如图所示,abcd为一正方形边界的匀强磁场区域,磁场边界边长为L,三个粒子以相同的速度从a点沿ac方向射入,粒子1b点射出,粒子2c点射出,粒子3cd边垂直于磁场边界射出,不考虑粒子的重力和粒子间的相互作用。根据以上信息,可以确定(  )

A. 粒子1带负电,粒子2不带电,粒子3带正电

B. 粒子1和粒子3的比荷之比为21

C. 粒子1和粒子3在磁场中运动时间之比为11

D. 粒子3的射出位置与d点相距L/2

 

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空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场,图中的正方形为其边界.一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O点入射.这两种粒子带同种电荷,它们的电荷量、质量均不同,但其比荷相同,且都包含不同速率的粒子.不计重力.下列说法正确的是( )

A. 入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同

B. 入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同

C. 在磁场中运动时间相同的粒子,其运动轨迹一定相同

D. 在磁场中运动时间越长的粒子,其轨迹所对的圆心角一定越大

 

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如图所示,质量为m、长为L的导体棒电阻为R,初始时静止于光滑的水平轨道上,电源电动势为E,内阻不计;匀强磁场的磁感应强度为B,其方向与轨道平面成θ角斜向上方,开关闭合后导体棒开始运动,则( )

A. 导体棒向左运动

B. 开关闭合瞬间导体棒MN所受安培力为

C. 开关闭合瞬间导体棒MN所受安培力为

D. 开关闭合瞬间导体棒MN的加速度为

 

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如下左图所示,足够长的直线ab靠近通电螺线管,与螺线管平行。用磁传感器测量ab上各点的磁感应强度B,在计算机屏幕上显示的大致图象是(      )

A.     B.

C.     D.

 

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