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题型:简答题
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简答题

(2015秋•荔湾区期末)两条相距L=1.0m的水平金属导轨上放置一根导体棒AB,处于竖直方向的匀强磁场中,如图甲所示.已知导体棒质量m=1.0kg,棒中通以方向从A到B的电流I时,导体棒所受安培力向右,其加速度a跟电流I的关系图象如图乙所示,可认为滑动摩擦力等于最大静摩擦力,取g=10m/s2.求

(1)磁场的方向;

(2)导体棒与导轨间的动摩擦因数及磁感应强度的大小.

正确答案

解析

解:(1)安培力向右,电流向内,根据左手定则可知,磁场的方向竖直向上.

(2)解法一:

设导体棒所受最大静摩擦力为f,导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ,有:

f=μmg               ①

由图乙,当导体棒中的电流I1=2.0A时,导体棒所受安培力恰好等于最大静摩擦力,设磁感应强度的大小为B,有:

BI1L=f              ②

当导体棒中的电流I2=4.0A时,导体a=0.50m/s2,根据牛顿第二定律,得:

BI2L-f=ma           ③

联立①②③式,代入数值,得:

μ=0.05,

B=0.25T

解法二:

设导体棒所受最大静摩擦力为f,导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ,有

f=μmg                            ①

设磁感应强度的大小为B,根据牛顿第二定律,有:

BIL-f=ma                         ②

联立①②,可得:       ③

③式说明导体棒加速运动时,其加速度与棒中电流I成一次函数关系,

斜率,纵截距b=-μg              ④

由图乙可知:,b=-0.05m/s2

代入④,得:μ=0.05,B=0.25 T

答:(1)磁场的方向竖直向上;

(2)导体棒与导轨间的动摩擦因数为0.05,磁感应强度的大小为0.25T.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上,放置一根长为L、质量为M、通有电流I的导体棒.重力加速度为g.

(1)若外加磁场方向垂直斜面向上,棒恰好静止在斜面上,求磁感强度的大小.

(2)若棒静止在斜面上且对斜面无压力,求外加磁场磁感强度的大小及方向.

正确答案

解析

解:(1)根据共点力平衡得,F=Mgsinθ,

,得:

(2)由,F‘=Mg,得:

B'的水平向左

答:(1)磁感应强度的大小为

(2)外加磁场磁感强度的大小,方向水平向左.

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题型:简答题
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简答题

利用超导体可以实现磁悬浮,如图1是超导磁悬浮的示意图.在水平桌面上有一个周长为L的超导圆环,将一块质量为m的永磁铁从圆环的正上方缓慢下移,由于超导圆环跟磁铁之间有排斥力,结果永磁铁悬浮在超导圆环的正上方h1高处平衡.

(1)若测得圆环a点磁场如图所示,磁感应强度为B1,方向与水平方向成θ1角,问此时超导圆环中电流的大小和方向?

(2)在接下来的几周时间内,人们发现永磁铁在缓慢下移.经过较长时间T后,永磁铁的平衡位置在离桌面h2高处.有一种观点认为超导体也有很微小的电阻,只是现在一般仪器无法直接测得,超导圆环内电流的变化造成了永磁铁下移,并设想超导电流随时间缓慢变化的I2-t图,你认为哪张图相对合理,为什么?

(3)若测得此时a点的磁感应强度变为B2,夹角变为θ2,利用上面你认为相对正确的电流变化图,求出该超导圆环的电阻?

正确答案

解析

解:(1)磁场的水平分量对圆环的作用力为竖直向下,由左手定则判断电流方向为adcba

对磁铁由mg=B1I1Lcosθ1

解得

(2)当磁铁下降时,θ减小,cosθ增大,B增大,故根据可知,I减小,故选乙图

(3)磁铁下降前后环中电流为

根据能量守恒

mg

解得R=

答:(1)此时超导圆环中电流的大小和方向为adcba

(2)乙图

(3)该超导圆环的电阻

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题型: 多选题
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多选题

下列现象属电磁驱动的是(  )

A磁电式仪表线圈的骨架用铝框来做

B微安表的表头在运输时要把两接线框短接

C自制金属地雷探测器

D当图中B变大时,a、b在固定光滑导轨上滑动

正确答案

A,D

解析

解:A、铝是导体,仪表指针偏转时铝框随之转动,并切割磁感线产生感应电流,感应电流又会受到安培阻力,阻碍线圈的转动,故A正确;

B、连接后由于电磁效应动圈阻尼变得极大,运输时线圈不再容易摆动,可以防止指针打坏,故B错误;

C、金属探测器由高频振荡器、振荡检测器、音频振荡器和功率放大器等组成,而非电磁驱动,故C错误;

D、当图中B变大时,回路中产生电流,又产生安培力,故属于电磁驱动,故D正确;

故选:AD

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题型:简答题
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简答题

长为0.2m的导线,垂直于磁场方向放置在匀强磁场中,磁感应强度为2T,当通过导线的电流为0.6A,求导线受到的安培力是多大?

正确答案

解析

解:电流的方向与磁场方向垂直,则安培力为:

F=BIL=2×0.6×0.2N=0.24N;

答:导线受到的安培力是0.24N

下一知识点 : 左手定则
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