- 安培力
- 共3605题
如图所示,在一个范围足够大、磁感应强度R=0.20T的水平匀强磁场中,用绝缘细线将金属棒吊起使其呈水平静止状态,且金属棒以磁场方向垂直.已知金属棒长L=0.50m,质量m=0.02kg,取g=10m/s.
(1)若棒中通有I1=1.0A的向左的电流,求此时金属棒受到的安培力F1的大小;
(2)改变通过金属棒的电流大小,若细线拉力恰好为零,求此时棒中通有电流I2的大小.
(3)现要使安培力F′的大小变为0.2N时,使金属棒依然呈水平静止状态,金属棒长L=0.50m不变.磁感应强度的大小B′和通过金属棒的电流大小I′应满足什么条件?此时两条细线的总拉力可能为多大?(此问只要求写出最后结果,不要求计算过程)
正确答案
解析
解:(1)此时金属棒受到的安培力大小为:
F=BIL=0.2×1×0.5N=0.1N
(2)悬线拉力恰好为零,金属棒沿竖直方向受重力和安培力,由金属棒静止可知安培力为:F´=mg
所以此时金属棒中的电流为:I´=
(3)依据F′=B′I′L可得:
细线的拉力可能为0,或4N
答:(1)若棒中通有I=2.0A的向左的电流,求此时金属棒受到的安培力F的大小0.1N;
(2)改变通过金属棒的电流大小,若细线拉力恰好为零,求此时棒中通有电流的大小2A.
(3)磁感应强度的大小B′和通过金属棒的电流大小I′应满足B′I′=0.4T•A,此时两条细线的总拉力可能为0或4N
(2016春•大庆校级月考)如图所示,在倾角为α的光滑斜面上,放置一根长为L,质量为m,通过电流为I的导线,若另加一匀强磁场,下列情况下,导线始终静止在斜面上(重力加速度为g):
(1)若磁场方向竖直向下,则磁感应强度B为多少?
(2)若使磁感应强度最小,求磁感应强度的最小值和方向.
正确答案
解析
解:(1)对导线受力分析,由平衡条件得:
BIL=mgtanα
得:B=
(2)若使磁感应强度最小,方向应垂直斜面向下,
B0IL=mgsinα
B=
(1)若磁场方向竖直向下,则磁感应强度B为;
(2)若使磁感应强度最小,磁感应强度的方向应垂直斜面向下,磁感应强度的最小值为
如图所示,在水平放置的平行导轨上,有一导体棒ab可在导轨上无摩擦滑动,闭合开关S时,ab棒将向______运动;要维持ab棒不动,则加于ab棒的外力方向应为______.
正确答案
右
左
解析
解:根据左手定则可得:让四指从b指向a,手心向下,则大拇指指向右侧,因此说明金属棒受到向右的安培力作用,故导体棒AB将右运动,要维持ab棒不动,则加于ab棒的外力方向应与安培力的方向相反,即向左.
故答案为:右;左
(2013春•荣成市校级月考)如图所示,两平行金属导轨CD、EF间距为L,与电动势为E的电源相连,质量为m、电阻为R的金属棒ab垂直于导轨放置构成闭合回路,回路平面与水平面成θ角,回路其余电阻不计.在空间施加匀强磁场可以使ab棒静止,则磁场的磁感强度的最小值及其方向分别( )
正确答案
解析
解:对导体棒受力分析,受重力、支持力和安培力,如图
从图象可以看出,当安培力沿斜面向上时,安培力最小,磁场方向垂直于回路平面向下;
故安培力的最小值为:FA=mgsinθ,故磁感应强度的最小值为:
B=
根据欧姆定律,有:
E=IR
故有:B=
故选:D.
(2014秋•海淀区校级期末)如图所示,在倾角为α的光滑斜面上,垂直纸面放置一根长为L,质量为m的直导体棒.在导体棒中的电流垂直纸面向里时,外加一匀强磁场,使导体棒静止在斜面上.试分析以下几种情况:
(1)磁感应强度方向水平向左时磁感应强度的大小B1;
(2)磁感应强度方向竖直向上时磁感应强度的大小B2;
(3)匀强磁场的磁感应强度最小时的磁感应强度B3的大小和方向.
正确答案
解析
解:(1)磁感应强度方向水平向左时,受到的安培力竖直向上,根据共点力平衡可知:B1IL=mg,解得:
(2)磁感应强度方向竖直向上时,受到的安培力水平向右,根据共点力平衡可知:mgsinα=B2ILcosα,解得:
(3)匀强磁场的磁感应强度最小时,当受到的安培力沿斜面向上时,磁场最小,根据共点力平衡可知磁场垂直于斜面向上,有:mgsinα=B3IL,解得:
答:(1)磁感应强度方向水平向左时磁感应强度的大小B1为
(2)磁感应强度方向竖直向上时磁感应强度的大小B2为
(3)匀强磁场的磁感应强度最小时的磁感应强度B3的大小为和方向垂直于斜面向上.
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