- 安培力
- 共3605题
如图所示,某导线长L=0.2m(米),通过它的电流I=5A(安培),垂直磁场方向放入B=2T(特斯拉)的匀强磁场中,求导线受到安培力的大小和方向?
正确答案
解析
解:由于导线和磁场方向垂直,所以直导线受到安培力的大小为:
F=BIL=2×5×0.2m=2N
由左手定则可得安培力的方向竖直向上.
答:导线受到安培力的大小我2N,方向竖直向上.
如图所示,在与水平方向成60°角的光滑金属导轨间连一电源,在相距1m的平行导轨上放一重力为3N的金属棒ab,棒上通过3A的电流,磁场方向竖直向上,这时金属棒恰好静止,求:
(1)匀强磁场的磁感应强度为多大?
(2)导轨对ab棒的支持力为多大?
正确答案
解析
解:作出受力侧视图,如图.导体棒处于静止状态,根据平衡条件得:
F安=mgtan60°=3N,
FN==2mg=6N,
导体棒与磁场垂直,F安=BIL,则有:B==
=
T
答:(1)匀强磁场的磁感应强度B为T.
(2)导轨对ab棒的支持力为6N.
(2015秋•江阴市期中)如图所示,与导轨等宽的导体棒ab放在水平的导轨上,导体棒的质量为2㎏,导轨的宽度L=1m,放在磁感应强度B=0.8T的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面,当导体棒中通过4A的电流时,ab刚好向右做匀速运动.(g取10m/s2)求:
(1)导体棒受到的安培力﹔
(2)导体棒与导轨间的动摩擦因素µ﹔
(3)若导体棒中通过的电流为10A时,导体棒获得的加速度.
正确答案
解析
解:(1)由F=BIL可得导体棒受到的安培力为:F安=BIL=0.8×4×1N=3.2N
(2)导体棒做匀速运动,所受到的安培力与摩擦力大小相等,f=F安=3.2N,又因为f=µFN,所以µ==0.16
(3)当电流为10A时,导体棒受到的安培力为:F′=BIL=0.8×10×0.5N=4N
由牛顿第二定律可知:F′-f=ma
代入数据解得:a=2.4m/s2
答:(1)导体棒受到的安培力有3.2N
(2)导体棒受到的摩擦因数为0.16
(3)若导体棒中通过的电流为10A时,导体棒获得的加速度为2.4m/s2
如图所示,两根无限长的平行导线a和b水平放置,两导线中通以方向相反、大小不等的恒定电流,且Ia>Ib.当加一个垂直于a、b所在平面的匀强磁场B时;导线a恰好不再受安培力的作用.则与加磁场B以前相比较( )
正确答案
解析
解:当a不受安培力时,Ib产生的磁场与所加磁场在a处叠加后的磁感应强度为零,此时判断所加磁场垂直纸面向外,因Ia>Ib,所以在b处叠加后的磁场垂直纸面向里,b受的安培力向下,且比原来小,故选项B正确,ACD错误.
故选:B
如图所示,电源电动势E=2V,r=0.5Ω,竖直导轨电阻可忽略,金属棒的质量m=0.03kg,电阻R=0.5Ω,有效长度为0.2m,且靠在导轨的外面,为使金属棒静止,加一与纸面夹角为37°且向里的匀强磁场,问:
(1)此磁场是斜向上还是斜向下?如金属棒与导轨光滑接触,磁感应强度B为多大?
(2)它与导轨间的动摩擦因数μ=0.4,且假定最大静摩擦力等于滑动摩擦力,匀强磁场强度B的大小取值范围是多少?
正确答案
解析
解:(1)根据平衡条件知金属棒受向里的安培力,由左手定则知磁场方向斜向下;
安培力为:F=BIL
电流强度为:
竖直方向上有:BILsin37°=mg
代入数据解得:B=1.25T
(2)当导体由向上的运动趋势时有:
BILsin37°-mg-μBILcos37°=0
代入数据解得:B=2.68T
当导体棒有向下的运动趋势时有:BILsin37°+μBILcos37°-mg=0
代入数据解得:B=0.28T
故磁场范围为0.28T≤B≤2.68T
答:(1)此磁场是斜向下,如金属棒与导轨光滑接触,磁感应强度B为1.25T
(2)它与导轨间的动摩擦因数μ=0.4,且假定最大静摩擦力等于滑动摩擦力,匀强磁场强度B的大小取值范围是0.28T≤B≤2.68T
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