- 安培力
- 共3605题
如图,金属杆ab质量为m,长度为l,通过的电流强度为I,处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与金属杆垂直,且与导轨平面成θ角.
(1)若ab保持静止且压紧在水平导轨上,求金属棒受到的摩擦力f、棒对导轨的压力N的大小和方向.
(2)若ab棒恰好能开始运动,那么金属棒与导轨间的动摩擦因数μ是多大?
正确答案
解析
解:(1)作出金属棒受力示意图,如图(从b向a看).根据平衡条件得:
Ff=FAsinθ
mg=FN+FAcosθ
又:FA=BIL
解得:Ff=BILsinθ,水平向右;
FN=mg-BILcosθ,根据牛顿第三定律,则棒对导轨的压力等于mg-BILcosθ,方向竖直向下;
(2)根据滑动摩擦力公式:Ff=μFN
得:μ=;
答:(1)若ab保持静止且压紧在水平导轨上,金属棒受到的摩擦力f大小BILsinθ,水平向右;
棒对导轨的压力N的大小mg-BILcosθ,方向竖直向下;
(2)若ab棒恰好能开始运动,那么金属棒与导轨间的动摩擦因数μ是mg-BILcosθ,方向竖直向下.
(2015秋•徐州期中)如图所示,闭合直角三角形线框abc处在匀强磁场中,通有图示方向的恒定电流,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:因通电导线垂直放置于磁场,则有,安培力的大小F=BIL.
A、ab边在磁场中受到的安培力最大,故A错误;
B、由左手定则知ac边受到的安培力方向垂直于该边斜向右下,故B正确;
C、由左手定则知bc边受到安培力的方向垂直该边斜向右上,故C错误;
D、根据左手定则,三边受到的安培力的大小与长度成正比,则其三个力构成一个三角形,因此其合力,恰好为零,故D错误;
故选:B
把一根通过的电流大小为2A、长度为0﹒5m的直导线放在匀强磁场里.当导线与磁感线垂直时测得导线受到的安培力为10N,求:
(1)该磁场的磁感应强度;
(2)当导线与磁感线平行时,该导线受到的安培力大小是多少?
正确答案
解析
解:(1)磁感应强度的大小为:
B==
=10T,
(2)若磁场的方向与导线方向平行,则安培力为:F=0.
答:(1)该磁场的磁感应强度10T;
(2)当导线与磁感线平行时,该导线受到的安培力大小是0.
如图所示,竖直向上的匀强磁场磁感应强度B=0.4T,一段长L=1m的通电直导线放在该磁场中,导线与水平方向的夹角θ=37°,导线中电流I=0.5A,则此导线所受安培力为多大?
正确答案
解析
解:安培力大小为为:
F=BILcos37°=0.4×0.5×1×0.6N=0.12N
答:此导线所受安培力为0.12N
如图所示,电源电动势E=2V,r=0.5Ω,竖直导轨电阻可略,金属棒的质量m=0.1kg,R=0.5Ω,它与导体轨道的动摩擦因数μ=0.5,有效长度为0.25m,靠在导轨的外面,为使金属棒不下滑,施加一与导轨平面夹角为37°且与导线垂直向外的磁场,(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求
(1)此磁场是斜向上还是斜向下?
(2)B的范围是多少?
正确答案
解析
解:以静止的金属棒为研究对象,画出其侧视图,受力如图.
要使金属棒静止,通电金属棒所受安培力一定要有向左的分量,由左手定则判定磁场方向应斜向下,
根据平衡条件,若摩擦力方向向上,则:B1ILsin37°+uB1ILcos37°=mg
若摩擦力方向向下,则:B2ILsin37°-uB2ILcos37°=mg
电流为:I=,
代入数据解得:B1=2.3T,B2=3.8T.
B的范围为2.3T≤B≤3.8T.
答:(1)磁场方向应斜向下.
(2)B的范围为2.3T≤B≤3.8T
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