- 安培力
- 共3605题
如图所示,一个边长L、三边电阻相同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,电流强度I,则金属框受到的磁场力为( )
正确答案
解析
解:由图示可知,正三角形金属框的有效长度是0,由F=BILsinθ可知,导线框受到的安培力为零;
故选A.
通电导体在磁场中的受力叫安培力,当导线方向与磁场方向垂直时,安培力的大小F=______,方向可用______来判断.
正确答案
BIL
左手定则
解析
解:电流方向与磁场方向垂直,则θ=90°,
导线受到的安培力F=BILsin90°=BIL
方向由左手定则可判断
故答案为:BIL 左手定则
(2015秋•东城区月考)金属杆MN的质量为m,长度为L,其两端用质量可忽略不计的细金属丝悬挂后置于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为B.当金属杆中通入恒定电流时,金属杆可在磁场中保持静止状态,且与磁场方向垂直.此时细金属丝与竖直方向的夹角为θ,如图所示.若重力加速度为g,则:
(1)求金属杆受到的安培力的大小.
(2)求金属杆中电流的大小和方向.
(3)若保持金属杆中的电流不变,改变磁场方向,为使金属杆MN仍能在原位置静止,求所加磁场磁感应强度的最小值.
正确答案
解析
解:(1)对金属杆进行受力分析,由
解得F=mgtanθ;
(2)由安培力F=BIL,F=mgtanθ得
金属杆中电流的大小I=,方向根据左手定则判断为从M到N
(3)改变磁场方向就是改变安培力F的方向,当F的方向垂直细金属丝斜向上时F最小,此时磁感应强度B最小
由mgsinθ=BmIL,I=
解得Bm=Bcosθ
答:(1)金属杆受到的安培力的大小为mgtanθ;
(2)金属杆中电流的大小I=,方向从M到N.
(3)若保持金属杆中的电流不变,改变磁场方向,为使金属杆MN仍能在原位置静止,所加磁场磁感应强度的最小值为Bcosθ.
如图所示,铜棒ab长0.1m,质量为0.06kg,两端与长为0.15m的轻铜线相连,静止于竖直平面上,整个装置处在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为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.已知最大偏转角为37°,则铜棒中的恒定电流的大小为______A,在摆动的过程中铜棒速度最大时悬线与竖直方向的夹角为______度,(不计空气阻力).
正确答案
4
arctan
解析
解:铜棒从最低点运动到最高点的过程中,根据动能定理得:
W-mgl(1-cos37°)=0
得到W=mgl(1-cos37°)=0.06×10×1×0.2J=0.12J
又W=BIl•lsin37°,代入解得I=4A.
而安培力F=BIL=0.5×4×0.2N=0.2N,而重力则为G=0.06×10N=0.6N
设θ,则有:tan,
所以
故答案为:4;
根据左手定则判定电流(用I表示)、磁场(B)与安培力(F)三者方向之间关系,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:根据左手定则,可知:磁感线穿过掌心,安培力与磁感线垂直,且安培力与电流方向垂直,所以安培力垂直于感应线与电流构成的平面.但磁感线不一定垂直于电流,但有:安培力一定垂直于电流与磁场所构成的平面,A、当已知I、B方向,因F⊥平面BI,所以判定F方向时,有唯一解,故A正确;
B、当已知F、I方向,因F⊥平面BI,所以判定B方向时,不是唯一解,故B错误;
C、当已知F、B方向,因F⊥平面BI,所以判定I方向时,不是唯一解,故C正确;
D、当B、I互相垂直时,已知B、I、F三者中任何两个方向,判定第三者方向时,有唯一解,故D正确;
故选:ACD.
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