- 磁场
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如图所示,在倾角为α的光滑斜面上,垂直斜面放置一根长为L、质量为m的直导线,当通以电流I时,欲使导线静止在斜面上,外加匀强磁场B的大小和方向可能是( )
正确答案
解析
解:A、外加匀强磁场的磁感应强度B的方向垂直斜面向上,则沿斜面向下的安培力、支持力与重力,无论B多大三个力的合力不可能为零,直导线不可能处于平衡状态,故A错误;
B、外加匀强磁场的磁感应强度B的方向垂直斜面向下,则沿斜面向上的安培力、支持力与重力,处于平衡状态,根据平衡条件:mgsinθ=BIL,则B=mg,故B正确;
C、外加匀强磁场的磁感应强度B的方向竖直向上,则水平向右的安培力、支持力与重力,无论B多大三个力的合力不可能为零,直导线不可能处于平衡状态,故C错误;
D、外加匀强磁场的磁感应强度B的方向水平向左,则竖直向上的安培力、重力,若二力平衡,则B=,导线处于平衡,故D正确;
故选:BD.
在赤道上,地磁场的磁感应强度大小是0.5×10-4T.沿东西方向放置长为20m的直导线,通有由西向东30A的电流,该导线受地磁场作用力的大小为______N,方向为______(填“竖直向下”或“竖直向上”).
正确答案
3×10-2
竖直向上
解析
解:由安培力的公式可得:
F=BIL=0.50×10-4×20×30N=3×10-2N;
从西向东的电流,而磁场是由南向北的匀强磁场,根据左手定则可知,安培力的方向竖直向上;
故答案为:3×10-2,竖直向上.
通电导线在磁场中受到磁场力的大小和______,______,______以及______有关.当磁感线和通电导线______时,磁场力最大;当磁感线和通电导线______时,磁场力为零.
正确答案
磁感应强度
导线中电流
通电导线长度
通电导线与磁场的夹角
垂直
平行
解析
解:通电导线在磁场中受到磁场力也就是安培力的大小计算公式是F=BILsinθ
则其大小与B:磁感应强度,I:导线中电流,L:通电导线长度,θ:通电导线与磁场的夹角有关
当磁感线和通电导线垂直时,即θ=90°时,磁场力最大为F=BIL
当磁感线和通电导线平行时,即θ=0°时,磁场力最小为F=0;
故答案为:磁感应强度; 导线中电流; 通电导线长度; 通电导线与磁场的夹角; 垂直; 平行
如图,在匀强磁场B中,一根粗细均匀的通电直导线置于水平桌面上,此时导线对桌面有压力的作用,要使导线对桌面的压力为零,下列措施可行的是( )
正确答案
解析
解:A、增大电流强度,安培力增大,则支持力会减小到零.故A正确.
B、开始导线受重力、支持力和向上的安培力处于平衡,减小磁感应强度,则安培力减小,支持力增大.故B错误
C、使电流反向,安培力方向向下,支持力等于重力和安培力之和,一定不为零.故C错误.
D、磁场反向,安培力方向向下,支持力等于重力和安培力之和,一定不为零.故D错误.
故选:A
在匀强磁场中,有一段5cm的导线和磁场垂直,当导线通过的电流是1A时,受磁场的作用力是0.1N,那么磁感应强度B=______T;现将导线长度增大为原来的3倍,通过电流减小为原来的一半,那么磁感应强度B=______T.
正确答案
2
2
解析
解:根据磁感应强度的定义式,有:B=,由此可知该处的磁感应强度为2T,这与导线的放置、长短、电流大小等因素无关,即该处的磁感应强度有磁场本身决定.则导线长度增大为原来的3倍,磁感应强度不变,仍为2T;
故答案为:2;2.
通电导线在磁场中所受安培力的方向用左手定则来判定:伸开左手,使拇指与四指在同一平面内并跟四指垂直,让磁感线垂直穿过手心,使四指指向______,这时拇指所指的方向就是通电导线所受______.
正确答案
电流的方向
安培力的方向
解析
解:左手定则:伸开左手,使拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在同一个平面内,让磁感线穿入手心,并使四指向电流的方向,则拇指所指的方向就是通电导线所受安培力的方向.
故答案为:电流的方向 安培力的方向
关于通电直导线在磁场中所受的安培力,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据磁感应强度定义式B=,可知:磁感应强度跟导线所受的安培力,及电流与导线长度均没有关系,故A错误;
B、根据左手定则可知,安培力方向与磁场和电流组成的平面垂直,即与电流和磁场方向都垂直,故B正确,C错误;
D、当电流方向与磁场的方向平行,所受安培力为0,而此时的磁感应强度不一定为零,故D错误.
故选:B.
在磁感应强度为B=2×10-6T的匀强磁场中,有一长为L=0.3m,通电电流为I=2A的通电导线.如图,则导线受到安培力大小为F=______N.
正确答案
1.2×10-6
解析
解:导线受到的安培力为:
F=BIL=2×10-6×0.3×2N=1.2×10-6 N
故答案为:1.2×10-6 N.
如如图所示,一根通有电流I的直铜棒MN,用悬线挂在磁感应强度为B的匀强磁场中,此时两根悬线处于张紧状态(有拉力),下列哪些措施可使悬线的拉力为零( )
正确答案
解析
解:棒处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中,棒中通有电流,方向从M流向N,根据左手定则可得,安培力的方向竖直向上,由于此时悬线上有拉力,故说明重力大于安培力;为了使拉力等于零,则安培力必须增加.所以适当增加电流强度,或增大磁场;若电流反向则绳中拉力一定会增大;
故只有D正确;
故选:D
质量为m的通电细导杆ab置于倾角为θ的导轨上,导轨的宽度为d,杆ab与导轨间的摩擦因数为μ.有电流时,ab杆恰好在导轨上静止,如图(a)所示,图(b)中的四个侧视图中,标出了四种可能的匀强磁场方向,其中杆ab与导轨之间的摩擦力可能为零的图是( )
正确答案
解析
解:A、由图可知,金属棒受重力和竖直向上的安培力,若安培力等于重力,则和斜面间没有支持力和摩擦力;故A正确;
B、由图可知,金属棒受重力和竖直向下的安培力,故一定受支持力;同时为了保持平衡,一定有摩擦力的作用;故B错误;
C、金属棒受重力沿斜面向下的安培力以及支持力;若要使金属棒平衡,一定会有摩擦力;故C错误;
D、金属棒受重力、向左的安培力以及支持力;若要使棒平衡,则一定受摩擦力;故D错误;
故选:A.
质量为m的金属导体棒置于倾角为θ的导轨上,棒与导轨间的动摩擦因数为μ,当导体棒通以垂直纸面向里的电流时,恰能在导轨上静止.如图所示的四个图中,标出了四种可能的匀强磁场方向,其中棒与导轨间的摩擦力可能为零的是( )
正确答案
解析
解:A、杆子受重力,沿斜面向下的安培力,支持力,若无摩擦力,不能平衡,故B导体棒与导轨间的摩擦力不可能为零,故A错误;
B、杆子受重力,垂直斜面向下的安培力,垂直向上的支持力,若无摩擦力,不能平衡,故B导体棒与导轨间的摩擦力不可能为零,故B错误;
C、杆子受重力、水平向右的安培力和斜面的支持力,若无摩擦力,不能平衡,故B导体棒与导轨间的摩擦力不可能为零,故C错误;
D、杆子受重力、沿斜面向上的安培力和斜面的支持力,若三个力平衡,则不受摩擦力,故D正确;
故选:D.
如图,在同一水平面内的两导相互平行,并处在竖直向上的匀强磁场中,一根质量为1.5Kg的金属棒放在宽为2m的导轨上,当金属棒中的电流为5A时,金属棒做匀速运动;当金属棒中的电流增加到8A时,金属棒获得2m/s2的加速度,则磁感应强度为多大?
正确答案
解析
解:金属棒匀速运动的时候满足:
BI1L=f …①
加速运动的时候满足:
BI2L-f=ma …②
联立①②代入数据得:
B=0.5T
答:磁场的磁感应强度为0.5T.
垂直磁场方向放入匀强磁场的通电导线长L=25cm,通电电流强度I=10A,若它所受安培力F=1N,求:
(1)该磁场的磁感应强度B是多少?
(2)当导体中的电流增大到20A时,该磁场的磁感应强度的大小?
(3)当该通电导线与磁场方向平行放置时,所受安培力的大小?
正确答案
解析
解:(1)磁感应强度的大小为:B=
故磁感应强度的大小为0.4T.
(2)磁场大小只与磁场本身有关,与通电电流大小无关,故还是0.4t
(3)若磁场的方向与导线方向平行,则安培力F=0.
答:(1)该磁场的磁感应强度B是0.4T
(2)当导体中的电流增大到20A时,该磁场的磁感应强度的大小为0.4T
(3)当该通电导线与磁场方向平行放置时,所受安培力的大小为0
关于安培力和洛伦兹力,如下说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、当带电粒子的运动方向与磁场方向平行时,带电粒子不受洛伦兹力作用,故A错误;
B、当通电导线电流方向与磁场方向平行时,通电导线不受安培了,故B错误;
C、由左手定则可知,洛伦兹力与粒子的运动方向垂直,即与位移方向垂直,在洛伦兹力方向上,
带电粒子没有位移,洛伦兹力对带电粒子不做功,故C正确,D错误;
故选C.
一根长为0.2m的直导线垂直于磁场方向放置在匀强磁场中,通以3A的电流时,它受到磁场的作用力是6×10-2N,则磁场的磁感应强度B多大?当导线的长度在原位置增加为原来的二倍时,则导线受到的安培力是多大?
正确答案
解析
解:(1)由F=BIL可得磁感应强度为:B=;
(2)磁感应强度与导线长度无关,当导线的长度在原位置缩短为原来的2倍时,磁感应强度仍为0.1T.
此时导线受到的磁场的作用力为:F=BI•2L=0.1×3×0.4N=0.12N
答:磁场的磁感应强度B为0.1T;导线受到的安培力是0.12N
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