高中物理关于磁场的一个问题~
如图所示是一个可以用来测量磁感应强度的装置,其上部是一根粗细均匀截面积为S的细管子,下部是一个截面为正方形(边长为L)的方形容器,其底部与大气相通,该容器左右两壁为导体,其它各面是绝缘的,容器内有一个正方形金属活塞,其边长也为L,可在金属容器内无摩擦滑动,活塞下方有一轻质弹簧支撑着,弹簧所受弹力大小与弹簧的形变长度成正比,比例系数为K(即F=KΔx),活塞上部充满密度为ρ的绝缘油。容器的左右两壁与一电路连接,当被测磁场的磁感线垂直容器的外表面,闭合电键K后,竖直管中的油柱的上表面高度发生变化,以此来指示被测磁场的强弱。 (1)在如图所示情况下,闭合电键K后,油柱的上表面如何移动? (2)若电流表的示数为I,油柱上表面高度变化为x,则磁感应强度B为多大? (3)在磁感应强度B保持不变的条件下,要使油柱上表面高度差变化更明显,可采取什么措施?(请例举二条) (图已上传)讲解下思路或过程~
(1)在如图所示情况下,闭合电键K后,油柱的上表面下降。由左手定则:磁力线垂直穿过掌心,四指指电流方向,拇指指安培力方向。安培力向下。 (2)若电流表的示数为I,油柱上表面高度变化为x,则磁感应强度B为多大? 分析活塞受力: 弹力 ksx/L^2 当上管变化x其体积sx=L^2*d d=sx/L^2 d为弹簧形变量。
油的压力变化ρgL^2x- ρgL^2*(s/L^2)*x 其中前项为下降x造成的压强减小,后项为活塞处液体增加的高度,造成液压的增加。由此得: [ks/L^2-ρgL^2(s/L^2-1)]X=BIL 故B=[ks/L^2-ρgL^2(s/L^2-1)]X/IL (3)在磁感应强度B保持不变的条件下,要使油柱上表面高度差变化更明显,可采取什么措施?(请例举二条) 1, 增大电流I,由x=ILB/k 由公式可知,I增大,x增大。
2,减小弹簧倔强系数,理由同上式。 3,增大L。理由同上式。
由于你的要求,我就解第二问: (2)依平衡条件,得: IBL+mg=kx………………① 又 m=?……………………② 联立①②,得: B=(kx-?g)/IL 突破口在m,我才疏学浅,只好看高人解答了。
答:I=Q/t Q=qnV n电荷数密度 (V体积) V=sl=svt I=nqvs详情>>