- 安培力
- 共3605题
一电流表的原理图如图所示.质量为m的匀质细金属棒MN的中点处通过一绝缘挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连,弹簧劲度系数为k.在矩形区域abcd内有匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外.与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数,MN的长度大于ab.当MN中没有电流通过且处于平衡状态时,MN与矩形区域的cd边重合;当MN中有电流通过时,指针示数可表示电流大小.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:AB、为使电流表正常工作,作用于通有电流的金属棒MN的安培力必须向下.跟左手定则可知金属棒中电流从M端流向N端.故A正确;
B、没有通电流时,mg=k△x
设满量程时通过MN的电流强度为Im,则有:BLIm+mg=k(+△x)
设量程扩大后,磁感应强度变为B′,则有:2B′LIm+mg=k(+△x)
得:B′=B,故B正确;
C、若换一根劲度系数为原来倍的轻弹簧,没有通电流时:mg=k′△x′
设满量程时通过MN的电流强度为Im,则有:BLIm+mg=k′(+△x′)
设量程扩大后,劲度系数变为k,则有:2BLIm+mg=k′(+△x)
得:k′=2k,故c错误;
D、由于BC的分析可得,D错误.
故选:AB.
一根通电直导线在某个空间没有受到磁场力的作用,那么这个空间( )
正确答案
解析
解:一根通电直导线在某个空间没有受到安培力的作用,则可能空间无磁场,或可能磁场的方向与电流的方向平行.故B正确,A、C、D错误.
故选:B.
如图所示,水平导体棒AB被两根竖直细线悬挂,置于垂直纸面向里的匀强磁场中,已知磁场的磁感应强度B=0.5T,导体棒长L=1m,质量m=0.5kg,重力加速度g=10m/s2.当导体棒中通以从A到B的电流时,
①判断导体棒所受安培力的方向;当电流I=2A时,求导体棒所受安培力的大小F.
②导体棒中通过的电流I′为多大时,细线中拉力刚好为0?
正确答案
解析
解:(1)通过左手定则可知受到的安培力竖直向上,导体棒长为L=1m,磁感应强度B=2T,电流为2A,并且导体棒和磁场垂直,所以导体棒受到的安培力大小为:
F=BIL=0.5×2×1N=1N,
(2)若悬线拉力恰好为零,说明重力和安培力大小相等,即:
mg=BIL
所以有:I=,
答:(1)安培力方向向上,此时棒AB受到的安培力F的大小为1N;
(2)导体棒中通过的电流I′为10A时,细线中拉力刚好为0.
长为L的导线ab斜放在水平导轨上(导线与导轨的夹角为θ),两导轨相互平行且间距为d,匀强磁场的磁感应强度为B,如图所示,当通过ab的电流为I时,导线ab所受安培力的大小为( )
正确答案
解析
解:安培力的计算:当I⊥B时,F=BIL,当I与B不垂直时,F=BILsinθ,θ为I与B的夹角,题目中属于I与B垂直的情况,所以F=BIL.故A正确.
由于,带入A的结果,可得
,故D正确.
故选:AD.
如图所示,电源电压E=2V,内阻不计,竖直导轨电阻不计,金属棒的质量m=0.1kg,R=0.5Ω,它与导轨间的动摩擦因数μ=0.4,有效长度为0.2m,靠在导轨外面,为使金属棒不动,施一与纸面夹角37°且垂直于金属棒向里的磁场(g=10m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8).求:(计算结果保留两有效数字)
(1)此磁场是斜向上还是斜向下?
(2)B的大小范围是多少?
正确答案
解析
解:
(1)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.
(2)电路中电流I==
A=4A
根据平衡条件,若摩擦力向上达到最大时,受力如左图所示,根据平衡条件则:
B1ILsin30°+μB1ILcos30°=mg
得 B1==
≈1.5T
若摩擦力方向向下,则:
B2ILsin30°-μB2ILcos30°=mg
代入数据解得:B2=8.15T
故所求磁感应强度的范围1.5T≤B≤8.15T
答:
(1)此磁场的方向是竖直方向成30°角斜向下;
(2)磁感强度B的取值范围为1.5T≤B≤8.15T
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