题目内容:
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?
最佳答案:
(1)
(2)
M端 (3)2.5 A (4)0.10
答案解析:
(1)设当电流表示数为零时,弹簧的伸长量为
,则有
①
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
③
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
⑤
由①⑤式得:
⑥
代入数据得:
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.
考点核心:
弹力:
1.定义:发生系形变的物体,由于要恢复原状,对跟它接触的物体会产生力的作用,这种力叫做弹力2.产生条件:
①物体间直接接触②接触面发生形变3.产生原因:施力物体发生了形变4.施力物体和受力物体:弹力的施力物体是发生形变的物体,受力物体是使它发生形变的物体5.大小:弹力的大小与形变的大小有关,形变越大,产生的弹力越大;形变消失,弹力也就消失6.方向:与受力物体形变的方向相同,与施力物体形变的方向相反7.作用点:在接触点或接触面上