- 磁场
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判断图的磁场中的通电导体电流的方向.
正确答案
解析
解:由左手定则判断通电导体电流的方向向下;
故答案为:向下.
在如图甲、乙、丙中,除导体棒ab可动外,其余部分均固定不动,甲图中的电容器C原来不带电.设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略,导体棒和导轨间的摩擦也不计,图中装置均在水平面面内,且都处于方向垂直水平面(即纸面)向下的匀强磁场中,导轨足够长.现给导体棒ab一个向右的初速度v0,在甲、乙、丙三种情形下导体棒ab的最终运动状态是( )
正确答案
解析
解:甲图中ab棒产生感应电动势对C充电,C两板间电势差与感应电电动势相同时,没有电流做向右的匀速直线运动;
乙图中导体棒在初速度作用下,切割磁感线,产生电动势,出现安培力,阻碍其向前运动,其动能正转化为热能,最终会静止;
而丙图虽在初速度作用下,但却受到向左的安培力,则杆向右减速运动,然而还要向左运动.从而使金属杆切割磁感线产生电动势与电源的电动势相等时,且处于并联状态.所以金属杆最终处于左的匀速直线运动.
由此得选项B正确,ACD错误
故选:B
把长L=0.2m的导体棒置于磁感应强度B=1.0×10-2T的匀强磁 场中,使导体棒和磁场方向垂直,如图所示若导体棒中的电流I=2.0A,方向向左,则导体棒受到的安培力大小为______N,安培力的方向______.
正确答案
4.0×10-3
向下
解析
解:由图看出,导体棒与匀强磁场垂直,则安培力大小为:
F=BIL=1.0×10-2×2.0×0.2N=4×10-3N
根据左手定则判断可知,安培力的方向向下.
故答案为:4×10-3,向下.
把一根长l=10cm的导线垂直磁感线方向放入如图所示的匀强磁场中,当导线中通以I1=2A的电流时,导线受到的安培力大小为 1.0×10-7N,则该磁场的磁感应强度为多少?
正确答案
解析
解:当磁场的方向与电流方向垂直时,F=BIL,
则B=
故磁感应强度的大小为5×10-7T.
质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的导轨上,导轨宽度为d,杆ab与导轨间的动摩擦因数为μ,有电流时,ab恰好在导轨上静止,如左下图所示,它的四个侧视图中标示出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、杆子受重力、水平向右的安培力和斜面的支持力,若三个力平衡,则不受摩擦力.故A正确.
B、杆子受重力,竖直向上的安培力,若重力与安培力相等,则二力平衡,不受摩擦力.故B正确.
C、杆子受重力、竖直向下的安培力、支持力,要想处于平衡,一定受摩擦力.故C错误.
D、杆子受重力、水平向左的安培力,支持力,要想处于平衡,一定受摩擦力.故D错误.
故选:AB.
如图所示,铜棒ab长0.1m,质量为0.06kg,两端与长为1m的轻铜线相连,静止于竖直平面上,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度B=0.5T.现接通电源,使铜棒中保持有恒定电流通过,铜棒发生摆动.已知最大偏角为37°,则恒定电流的大小为______A;当铜棒向上摆动到最高点时,轻铜线中的拉力为T1,若通以更大的恒定电流,在新的最高点时,轻铜线中的拉力为T2,则T1、T2的数值上的关系:______.(填“大于”、“小于”、“等于”或“无法判断”(电磁感应现象不明显,忽略不计,g=10m/s2)
正确答案
4
T1<T2
解析
解:对铜棒运用动能定理得:
FAlsin37°-mgl(1-cos37°)=0
代入数据解得:FA=0.2N
根据FA=BIL得:I=A=4A;
当到达最高点时,沿绳方向合力为零,根据力的合成可知:T=
当电流增大时,安培力增大,故合力增大,故T1<T2
故答案为:4,T1<T2
一根长2m的直导线,通有1A的电流,沿东西方向水平放置.设地面处的磁场的磁感应强度为0.4×10-4T,求导线所受的安培力的大小?
正确答案
解析
解:导线所受的安培力为:F=BIL=0.4×10-4×1×2N=8×10-5N.
答:导线所受的安培力为8×10-5N.
如图所示的四个图中,分别标明了通电导线在磁场中的电流方向、磁场方向以及通电导线所受磁场力的方向,其中正确的是( )
正确答案
解析
解:根据左手定则可知:
A图中的安培力应该垂直磁感线竖直向下,故A错误;
B中电流方向和磁场方向平行,不受安培力,故B错误;
C图中的安培力应该垂直磁感线竖直向下,故C正确;
D图中的安培力应该垂直于电流方向斜向上,故D正确.
故选:CD.
如图所示,在“研究影响通电导体棒所受磁场力的因素”实验中,要使导体摆动的幅度增大,以下操作中可行的是( )
正确答案
解析
解:增大安培力即可使导体摆动的幅度增大,根据安培力的公式F=BIL可知,增加磁铁的数量,在磁场中有效长度增加,安培力增加;增大导体棒中的电流强度,安培力增大;改变导体棒中的电流方向,只会改变安培力的方向,不会改变安培力的大小;将磁铁更换成磁性较强的,磁感应强度增强,安培力增大.故ABD正确,C错误.
故选:ABD.
一根长为0.1m、通有电流1.8A的导线,放在磁感应强度为0.2T的匀强磁场中,受到的磁场力大小可能为( )
正确答案
解析
解:当导线垂直于磁场时,此时受到的安培力最大,为:
F=BIL=0.2×1.8×0.1N=0.036N
故选:A
如图所示,质量是m=10g的铜导线ab放在光滑的宽度为0.5m的金属滑轨上,滑轨平面与水平面倾角为30°,ab静止时通过电流为10A,要使ab静止,垂直轨道平面向上的磁感强度等于______.(取g=10m/s2)
正确答案
0.01T
解析
解:对导体受力分析可得,导体受重力、支持力和安培力的作用,
在三个力的作用下受力平衡,根据平衡的条件可得,
BIL=mgsinθ,
所以B=,
故答案为:0.01T
(2015秋•宿松县校级期末)如图所示是“探究影响通电导线受力的因素”的装置图.实验时,先保持导线通电部分的长度不变,改变电流的大小;然后保持电流不变,改变导线通电部分的长度. 对该实验,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据安培定则可知,当导线中的电流反向时,导线受到的安培力方向也会发生变化;
B、由图可知,接通“1、4”时导线的长度是接通“2、3”时导线长度的3倍,所以根据安培力的公式:F=BIL可知,保持电流不变,接通“1、4”时导线受到的安培力是接通“2、3”时的3倍.故B正确,C错误;
D、接通“1、4”,当电流增加为原来的2倍时,根据安培力的公式:F=BIL可知,通电导线受到的安培力加倍.故D错误.
故选:B
长直导线固定在圆线圈直径ab上靠近a处,且通入垂直纸面向里的电流如图中“⊗”所示,在圆线圈开始通以顺时针方向电流的瞬间,线圈将( )
正确答案
解析
解:根据右手螺旋定则知,直线电流在a点的磁场方向竖直向上,与a点电流方向平行,所以a点不受安培力.同理b点也不受力;
取线圈上下位置一微元研究,上边微元电流方向水平向右,下边微元电流方向水平向左,直线电流在此处位置产生的磁场方向为斜向下,根据左手定则,上边微元受到的安培力垂直纸面向里,下边微元所受安培力垂直纸面向外,所以圆形线圈将以直径AB为轴转动,逆时针转动.
故选:D
如图所示,一根通有电流I的直铜棒MN,用导线挂在磁感应强度为B的匀强磁场中,此时两根悬线处于紧张状态,下列哪些措施可使悬线中张力为零( )
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,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;
故选:C.
关于安培力与洛伦兹力的异同,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、通电导线的电流也是由电荷的定向移动而形成的,所以两种力本质上都是磁场对运动电荷的作用.故A正确;
B、洛伦兹力的方向与带电粒子的运动有关,安培力的方向与电流方向有关,而自由电荷的定向移动形成电流,所以B错误;
C、两种力的方向均可用左手定则判断,故C正确;
D、安培力做功,但洛伦兹力始终与速度方向垂直,所以洛伦兹力不做功,故D错误;
故选:AC
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