高二物理 電流表的工作原理 典型例題解析

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1、電流表的工作原理·典型例題解析 【例1】 如圖16－29所示，一細(xì)導(dǎo)體桿彎成四個(gè)拐角均為直角的平面折線，其ab、cd段長(zhǎng)度均為l1，其bc段長(zhǎng)度為l2，彎桿位于豎直平面內(nèi)．Oa、dO′段由軸承支撐沿水平放置．整個(gè)彎桿置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向豎直向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．今在導(dǎo)體桿中沿abcd通以大小為I的電流，此時(shí)導(dǎo)體桿受到的磁場(chǎng)力對(duì)OO′軸的力矩大小等于________． 解析：導(dǎo)體桿在豎直平面內(nèi)通以I的電流時(shí)，ab、cd段電流方向磁場(chǎng)方向相同，不受磁場(chǎng)力作用．bc段受磁場(chǎng)力，此力對(duì)于OO′軸的力臂為l1．故Fm＝BIl2，M＝Fm×l1＝BIl1l2． 點(diǎn)撥：緊扣基本概念，認(rèn)

2、真進(jìn)行受力分析和圖景分析是做好基本題的關(guān)鍵． 【例2】 如圖16－30所示，將U形導(dǎo)軌以傾角θ斜放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B方向豎直向上．現(xiàn)將一光滑的金屬棒水平放在導(dǎo)軌上，且已知棒質(zhì)量為m，棒的電阻為R，導(dǎo)軌寬度為L(zhǎng)，其電阻忽略不計(jì)，為使金屬棒靜止在導(dǎo)軌上，所加電源電動(dòng)勢(shì)大小為多大？ 解析：光滑金屬棒在磁場(chǎng)力Fm、重力mg、在導(dǎo)軌的支持力作用下靜止．由平衡條件，得Fm＝mgtanθ，F(xiàn)m＝BIL，I＝E/R 解之，得E＝mgRtanθ/BL． 點(diǎn)撥：將復(fù)雜的問(wèn)題分解成幾個(gè)簡(jiǎn)單的問(wèn)題，正確把握每個(gè)簡(jiǎn)單問(wèn)題遵循的規(guī)律及相互間的銜接點(diǎn)，是解決綜合問(wèn)題的基本方法之一． 【例3】在傾

3、角θ＝30°的斜面上，固定一金屬框，寬L＝0.25m，接入電動(dòng)勢(shì)E＝12V，內(nèi)阻不計(jì)的電池．垂直框面放有一根質(zhì)量m＝0.2kg 度B＝0.8T，垂直框面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖16－32所示，試問(wèn)如何調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器可使金屬棒靜止在框架上？(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，框架與棒的電阻不計(jì)，g＝10m/s2) 點(diǎn)撥：當(dāng)滑動(dòng)變阻器R取值較大時(shí)，I較小，安培力F較小，金屬棒有下滑趨勢(shì)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R取值較小時(shí)，I較大，安培力F較大，金屬棒有上滑趨勢(shì)． 【例4】如圖16－33所示，質(zhì)量為m，長(zhǎng)度為l的均勻金屬棒MN，通過(guò)兩根細(xì)金屬絲懸掛在絕緣架PQ上，PQ又和充電電壓U、電容量為C的電容及

4、開(kāi)關(guān)S相接，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，先接通S，當(dāng)電容器在極短的時(shí)間內(nèi)放電結(jié)束時(shí)，立即斷開(kāi)S，則金屬棒MN能擺起的最大高度為多大？ 點(diǎn)撥：用動(dòng)量定理和功能關(guān)系解決．h＝(BlCU)2/2m2g． 跟蹤反饋 1．畫出圖16－34中甲和乙電流之間的作用力的方向，若乙圖中，AB和CD在同一平面內(nèi)，則CD開(kāi)始時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況是．(垂直紙面向內(nèi)看) 2．在同一平面內(nèi)，兩個(gè)半徑不同的同心導(dǎo)體圓環(huán)中通以同向電流時(shí) [ ] A．兩環(huán)都有向內(nèi)收縮的趨勢(shì) B．兩環(huán)都有向外擴(kuò)張的趨勢(shì) C．內(nèi)環(huán)有收縮的趨勢(shì)，外環(huán)有擴(kuò)張的趨勢(shì) D．外環(huán)有收縮的趨勢(shì)，內(nèi)環(huán)有擴(kuò)張的趨勢(shì) 3．一根長(zhǎng)直導(dǎo)線穿過(guò)載有恒定電流的金屬圓環(huán)的中心且垂直于環(huán)面，導(dǎo)線和環(huán)中的電流方向如圖16－35所示，則環(huán)受到的磁場(chǎng)力為 [ ] A．沿環(huán)半徑向外 B．沿環(huán)半徑向內(nèi) C．水平向左 D．等于零 4．如圖16－36所示，條形磁鐵在水平桌面上，在其N極上方放有一根固定的長(zhǎng)直通電導(dǎo)線，導(dǎo)線與磁鐵垂直，則 [ ] A．磁鐵對(duì)桌面的壓力減少 B．磁鐵不受桌面的摩擦力作用 C．磁鐵對(duì)桌面的壓力增大 D．磁鐵受到向左的摩擦力作用 參考答案 1．排斥，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) 2．D 3．D 4． C