- 安培力
- 共3605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
（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
由图乙可知：
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．
（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，
由
（2）由
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
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
（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
（2）乙图
（3）该超导圆环的电阻
下列现象属电磁驱动的是（ ）
正确答案
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
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
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