【題目】如圖，一長為10cm的金屬棒ab用兩個完全相同的彈簧水平地懸掛在勻強磁場中；磁場的磁感應(yīng)強度大小為0．1T，方向垂直于紙面向里；彈簧上端固定，下端與金屬棒絕緣。金屬棒通過開關(guān)與一電動勢為12V的電池相連，電路總電阻為2Ω．已知開關(guān)斷開時兩彈簧的伸長量均為0．5cm；閉合開關(guān)，系統(tǒng)重新平衡后，兩彈簧的伸長量與開關(guān)斷開時相比均改變了0．3cm，重力加速度大小取10m/s2．求出金屬棒的質(zhì)量。

【答案】

【解析】

試題分析：依題意，開關(guān)閉合后，電流方向從b到a，由左手定則可知，金屬棒所受安培力方向豎直向下。

開關(guān)斷開時，兩彈簧各自相對于其原長伸長為．由胡克定律和力的平衡條件得

式中，m為金屬棒的質(zhì)量，k是彈簧的勁度系數(shù)，g是重力加速度的大小。

開關(guān)閉合后，金屬棒所受安培力的大小為②

式中，I是回路電流，L是金屬棒的長度。兩彈簧各自再伸長了，由胡克定律和力的平衡條件得③

由歐姆定律有

式中，E是電池的電動勢，R是電路總電阻。

聯(lián)立①②③④式，并代入題給數(shù)據(jù)得⑤

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在光滑的水平面上有一質(zhì)量為2 kg的物體，它的左端與一勁度系數(shù)為100 N/m的輕彈簧相連，右端連接一細線，物體靜止時細線與豎直方向成 37°角，此時水平面對物體的彈力為零，如圖所示．已知sin 37°＝0．6，cos 37°＝0．8，重力加速度g取10 m/s2，則下列說法正確的是 （ ）

A．當剪斷彈簧的瞬間，物體的加速度為7．5 m/s2

B．當剪斷彈簧的瞬間，物體的合外力為零

C．當剪斷細線的瞬間，物體的加速度為零

D．當剪斷細線的瞬間，物體受到的合外力為15 N

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】用一根細繩將一重物吊在電梯內(nèi)的天花板上，在下列四種情況中，繩的拉力最大的是（ ）
A.電梯勻速上升
B.電梯勻速下降
C.電梯加速上升
D.電梯加速下降

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，現(xiàn)除了有一個標有“5 V,2．5 W”的小燈泡、導(dǎo)線和開關(guān)外，還有：

A．直流電源（電動勢約為5 V，內(nèi)阻可不計）

B．直流電流表（量程0～3 A，內(nèi)阻約為0．1 Ω）

C．直流電流表（量程0～600 mA，內(nèi)阻約為5 Ω）

D．直流電壓表（量程0～15 V，內(nèi)阻約為15 kΩ）

E．直流電壓表（量程0～5 V，內(nèi)阻約為10 kΩ）

F．滑動變阻器（最大阻值10 Ω，允許通過的最大電流為2 A）

G．滑動變阻器（最大阻值1 kΩ，允許通過的最大電流為0．5 A）

實驗要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化并能測多組數(shù)據(jù)．

（1）實驗中電流表應(yīng)選用________，電壓表應(yīng)選用________，滑動變阻器應(yīng)選用________（均用序號字母表示）．

（2）請按要求將圖中所示的器材連成實驗電路．

（3）某同學(xué)通過實驗正確作出的小燈泡的伏安特性曲線如圖所示．現(xiàn)把實驗中使用的小燈泡接到如圖所示的電路中，其中電源電動勢E=6 V，內(nèi)阻r=1 Ω，定值電阻R=9 Ω，此時燈泡的實際功率為________W（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，直角坐標系在一真空區(qū)域里，y軸的左方有一勻強電場，場強方向跟y軸負方向成θ=30°角，y軸右方有一垂直于坐標系平面的勻強磁場，在x軸上的A點有一質(zhì)子發(fā)射器，它向x軸的正方向發(fā)射速度大小為v=2．0×106m/s

的質(zhì)子，質(zhì)子經(jīng)磁場在y軸的P點射出磁場，射出方向恰垂直于電場的方向，質(zhì)子在電場中經(jīng)過一段時間，運動到x軸的Q點。已知A點與原點O的距離為10 cm，Q點與原點的距離為（20－10）cm，質(zhì)子的比荷為=1．0×108C/kg。求：

（1）磁感應(yīng)強度的大小和方向；

（2）質(zhì)子在磁場中運動的時間；

（3）電場強度的大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在追尋科學(xué)家研究足跡的過程中，某同學(xué)為探究恒力做功和物體動能變化間的關(guān)系，采用了如圖甲所示的實驗裝置．

（1）實驗時，該同學(xué)用鉤碼的重力表示小車受到的合力，為了減小這種做法帶來的實驗誤差，你認為應(yīng)該采取的措施是______．（填選項前的字母）

A．保證鉤碼的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量

B．選取打點計時器所打的第1點與第2點 間的距離約為2mm的紙帶來處理數(shù)據(jù)

C．把長木板不帶滑輪的一端適當墊高以平 衡摩擦力

D．必須先接通電源再釋放小車

（2）如圖乙所示是實驗中得到的一條紙帶，其中A、B、C、D、E、F是連續(xù)的六個計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T，相關(guān)計數(shù)點問的距離已在圖中標出，測出小車的質(zhì)量為M，鉤碼的總質(zhì)量為m．從打B點到打E點的過程中，合力對小車做的功是 ，小車動能的增量是 （用題中所測各物理量的符號表示）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】1899年，英國著名博物學(xué)家華萊士出版了名作《奇妙的世紀》，該書認為19世紀經(jīng)歷的科學(xué)進步較人類先前所有世紀經(jīng)歷的還要多。以下事件不能支持該觀點的是

A.內(nèi)燃機的發(fā)明和應(yīng)用

B.《物種起源》的出版

C.電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)

D.《論動體的電動力學(xué)》的發(fā)表

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】空間某區(qū)域豎直平面內(nèi)存在電場，電場線分布如圖所示，但是方向未知，一個質(zhì)量為m，電量為+q的小球在該電場中運動，小球經(jīng)過A點時的速度大小為，方向水平向右，運動至B點時速度大小為，若A、B兩點之間的高度差為h，則以下判斷中正確的是

A．A、B兩點的電場強度和電勢大小關(guān)系為

B．即使，電場力也不一定做正功

C．A、B兩點間的電勢差為

D．小球從A運動到B點的過程中電場力做功為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】平行板電容器的兩極板A、B接于電池兩極，一帶正電小球懸掛在電容器內(nèi)部．閉合開關(guān)S，電容器充電，這時懸線偏離豎直方向的夾角為θ，如圖所示，則(　　)

A. 保持開關(guān)S閉合，帶正電的A板向B板靠近，則θ減小

B. 保持開關(guān)S閉合，帶正電的A板向B板靠近，則θ不變

C. 開關(guān)S斷開，帶正電的A板向B板靠近，則θ增大

D. 開關(guān)S斷開，帶正電的A板向B板靠近，則θ不變

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