- 安培力
- 共3605题
一根长为0.20m的直导线,垂直于某匀强磁场方向放置,当导线中通有1A的电流时,导线受到的安培力大小为0.08N,则:
(1)磁场的磁感应强度为多大?
(2)当导线中的电流增大为2A时,导线受到的安培力为多大?此时磁场的磁感应强度为多大?
正确答案
解析
解:(1)磁场的磁感应强度为:
(2)导线受到的安培力为:
F=BIL=0.4×2×0.2N=0.16N
此时磁感应强度为0.4T.
答:(1)磁感应强度为0.4T;
(2)导线受到的安培力为0.16N,磁感应强度为0.4T.
如图所示,一边长为L、底边BC的电阻RBC是两腰AB、AC的电阻RAB、RAC的两倍(RBC=2RAB=2RAC)的正三角形金属框放置在磁感应强度为B的匀强磁场中,若通以图示方向的电流,且已知从B端流入的总电流强度为I,则金属框受到的总磁力大小为( )
正确答案
解析
解:由题意可知,电阻RAB、RAC之间相串联后与RBC并联,由串并联知识,可知,通过BC与从B经过A到C的电流相等,即为
;
根据左手定则可知,各段受到的安培力如图所示,
再对正三角形金属框受力分析,并根据力的平行四边形定则,
由几何知识,则有:AB、AC两边受到的安培力的夹角为120°,因此三个力受到的安培力的之和为,
故选:B.
关于洛仑兹力和安培力的描述正确的是( )
正确答案
解析
解:A、通电导线方向与磁场方向不在一条直线上时,才受到安培力作用,当二者平行时,安培力为零,故A错误;
B、根据左手定则可知,安培力的方向与磁场垂直,故B错误;
C、带电粒子在匀强磁场中的运动方向与磁场平行时,所受洛伦兹力为零,故C错误;
D、磁场对电流的作用力通常称为安培力,安培力的实质是形成电流的定向移动的电荷所受洛伦兹力的合力,故D正确.
故选D.
如图所示,一质量为m的导体棒MN两端分别放在两个固定的光滑圆形金属导轨上,两导轨相互平行且间距为L,导轨处在竖直方向的匀强磁场中,磁感应强度大小为B;当图中开关S闭合时,导体棒向纸面外滑动,最终静止在于竖直方向成37°角的位置,取sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)判断磁场的磁感应强度方向:
(2)求出电源的电流强度
(3)每个圆导轨对导体棒的支持力大小FN.
正确答案
解析
解:(1)导体棒受到的安培力向外,根据左手定则可知磁场方向竖直向下
(2)从右向左看受力分析如图所示:
由受力平衡得到:
解得:
即磁场的磁感应强度B的大小为.
(3)两个导轨对棒的支持力为2FN,满足:2FNcos37°=mg
解得:
即每个圆导轨对导体棒的支持力大小为
答:(1)判断磁场的磁感应强度方向竖直向下:
(2)出电源的电流强度为
(3)每个圆导轨对导体棒的支持力大小FN为
如图所示,在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4m、质量为6×10-2 kg的通电直导线,直导线中通有电流强度I=1A、方向垂直于纸面向外的电流,导线用平行于斜面的轻绳拴住不动,整个装置放在匀强磁场中(图中未画出磁场).求分别满足以下条件时磁感应强度的最小值及方向.(g取10m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
(1)斜面对导线的支持力为零.
(2)轻绳对导线的拉力为零.
正确答案
解析
解:(1)导线在重力、线的拉力和安培力的作用下保持平衡,当安培力与斜面垂直时,B有最小值B1,则有:
B1IL=mgcos 37°
解得:B1=1.2T 方向平行斜面向上;
(2)导线在重力、支持力和安培力的作用下平衡,当安培力沿斜面向上时,B有最小值B2,则有:
B2IL=mgsin θ
代入数据得B2=0.9T 方向垂直斜面向下;
答:(1)当磁感应强度为1.2T且方向平行斜面向上时,斜面对导线的支持力为零;
(2)当磁感应强度为0.9T且方向垂直斜面向下时,轻绳对导线的拉力为零.
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