- 安培力
- 共3605题
如图所示,在磁感应强度B=1T的匀强磁场中,用两根细线悬挂长L=10cm,质量m=5g的金属杆,在金属杆中通以稳恒电流,使悬线受到拉力为零.
(1)求金属杆中电流的大小和电流的方向;
(2)若每根细线所受的拉力为0.1N,求金属导线中电流强度的大小.(g=10m/s2)
正确答案
解析
解:(1)悬线拉力为零时AB受向上的安培力大小等于重力;即:
mg=BI1L
所以有:I1=
由左手定则得方向由A指向B;
(2)当每根细线受拉力为0.1N时,由导线受力平衡得:
mg+BI2L=2F
所以:I2=
答:(1)金属导线中电流的大小为0.5A,电流的方向由A指向B;
(2)金属导线中电流强度的大小为1.5A.
如图所示,一根长L=0.4m,质量m=0.01kg的导线AB,用软导线悬挂在方向水平、磁感应强度B=0.1T的磁场中,现要使悬线拉力为零(g取10m/s2),求
(1)AB导线通电方向怎样?
(2)电流强度多大?
(3)若仅使电流反向,平衡时绳上的拉力是多大?
正确答案
解析
解:(1)由题意可知,安培力方向向上,因此根据左手定则可判断流过AB的电流方向为向右.
(2)由题意可得:
mg=BIL,所以有:I==2.5A.
(3)使电流反向,绳子拉力T=mg+BIL=0.01×10+0.1×2.5×0.4=0.2N
答:(1)AB导线通电方向向右;(2)电流强度2.5A;(3)若仅使电流反向,平衡时绳上的拉力是0.2N
如图所示,光滑导轨与水平面成θ=37°,导轨宽L=0.20m,导轨上端与电源及电阻箱相连,电源电动势E=3.0V,内阻r=1.0Ω.空间存在着磁感应强度为B的匀强磁场.质量为m=0.10kg的金属杆放在导轨上.金属杆及导轨的电阻不计.当电阻箱调至R1=4.0Ω时,金属杆恰好能静止.
求:(1)空间所加的匀强磁场的磁感应强度的最小值及方向.
(2)若保持(1)中B的大小不变而将B的方向改为竖直向上,应把将电阻箱阻值R2调到多大才能使金属杆保持静止?
正确答案
解析
解:(1)由受力分析可知:F安=BIL=mgsinθ时F安最小
I=
得:B=5T
由左手定则知磁场方向垂直斜面向上;
(2)当B竖直时,由受力分析可得F=BIL=mgtanθ
I=0.75A
R=-r=3Ω
答:(1)空间所加的匀强磁场的磁感应强度的最小值为5T,方向垂直斜面向上.
(2)若保持(1)中B的大小不变而将B的方向改为竖直向上,应把将电阻箱阻值R2调到3Ω才能使金属杆保持静止.
将长度为0.2m、通有1A电流的直导线放入一匀强磁场中,电流与磁场的方向如图所示.已知磁感应强度为1T,试求下列各图中导线所受安培力的大小.
(1)F1=______N(2)F2=______N(3)F3=______N(4)F4=______N.
正确答案
解析
解:由图可知电流与磁场方向平行,因此安培力的大小为0N.
由图可知电流与磁场方向垂直,因此直接根据安培力的大小为:F=BIL=0.2×1×1=0.2N.
由图可知电流与磁场方向成30°角,因此直接根据安培力的大小为:F=BILsin30°=0.2×1×1×=0.1N.
由图可知电流与磁场方向垂直,因此直接根据安培力的大小为:F=BIL=0.2×1×1=0.2N.
故答案为:(1)0(2)0.2(3)0.1(4)0.2
质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的导轨上,导轨宽度为d,杆ab与导轨间的动摩擦因数为μ.有电流时,ab恰好能在导轨上静止,如图,它的四个侧视图中标出四种可能的匀强磁场方向,其中杆ab又与导轨之间的摩擦力可能为零的图是( )
正确答案
解析
解:
①图杆子受重力、水平向右的安培力和斜面的支持力,若三个力平衡,则不受摩擦力.故①正确.
②杆子受重力,竖直向上的安培力,若重力与安培力相等,则二力平衡,不受摩擦力.故②正确.
③杆子受重力、竖直向下的安培力、支持力,要想处于平衡,一定受摩擦力.故③错误.
④杆子受重力、水平向左的安培力,支持力,要想处于平衡,一定受摩擦力.故④错误.
故选:D.
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