- 安培力
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在一个磁场中,垂直磁感线的方向有一段通电直导线,它受到磁场作用力的方向可用______定则来判定,通电直导线受到磁场作用力的大小与电流的大小、导体棒的长度、______以及______四个因素有关,当通电导线平行于磁场方向时,通电导线所受磁场力的大小为______.
正确答案
左手
速度
切割方向
0
解析
解:在一个磁场中,垂直磁感线的方向有一段通电直导线,它受到磁场作用力的方向可用左手定则来判定;
通电直导线受到磁场作用力的大小与电流的大小、导体棒的长度、速度以及切割方向四个因素有关;
当通电导线平行于磁场方向时,通电导线所受磁场力的大小为 零.
故答案为:左手,速度,切割方向,0.
如图所示,MN、PQ为水平放置的平行导轨,通电导体棒ab垂直放置在导轨上,已知导体棒质量m=1kg,长l=2.0m,所通电流I=5.0A,方向由b到a,导体棒与导轨间的动摩擦因数μ=
.若使导体棒水平向右匀速运动,则B的最小值为(g=l0m/s2)( )
正确答案
解析
解:对导体棒进行受力分析,如图所示,受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力、与运动方向相反的摩擦力,故要使导体棒匀速直线运动,则安培力需为动力,则设磁场方向与轨道平面成θ角向左斜向上,由左手定则可知安培力方向与磁场垂直斜向右上方,如图所示,则有:
BILsinθ=μFN ①
FN+BILcosθ=mg ②
联立①②解得:B=•
=
,故θ=60°时磁感应强度最小,最小值为
T,即0.5T;
故选:B.
如图,一长为10cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中,磁场的磁感应强度大小为0.1T,方向垂直于纸面向里,弹簧上端固定,下端与金属棒绝缘,金属棒通过开关与一电动势为12V的电池相连,电路总电阻为2Ω,已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5cm,闭合开关,系统重新平衡后,两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3cm,重力加速度大小取10m/s2,判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向,并求出金属棒的质量.
正确答案
解析
解:闭合开关后,电流由b指向a,受到的安培力向下
断开时:2k△l1=mg
开关闭合后2k(△l1+△l2)=mg+F
受到的安培力为:F=BIL
回路中电流为I=
联立解得m=0.01kg
答:金属棒的质量为0.01kg
如图所示,把长为L的导体棒置于竖直向下的匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B,导体棒与磁场方向垂直,棒中通有电流I,则导体棒所受安培力的大小为______.为增大导体棒所受的安培力,可采用的方法是______(填一种方法即可).
正确答案
BIL
增大电流
解析
解:安培力的公式F=BIL,增大安培力可以增大电流或增加导线长度.
故答案为:BIL,增大电流或增加导线长度.
一根长L=30cm的导线垂直磁感线方向放入如图所示的匀强磁场中,通入向右的电流.
(1)当导线中通以I1=2A的电流时,导线受到的安培力大小为1.8×10-6N,则该磁场的磁感应强度为多少?
(2)若该导线中通以I2=2.5A的电流,则此时导线所受安培力大小是多少?方向如何.
正确答案
解析
解:(1)根据F=BIL得:B==3×10-6T
(2)若该导线中通以I2=2.5A的电流,则此时导线所受安培力为:F′=BIL=3×10-6×2.5×0.3=2.25×10-6N.方向垂直于纸面向里
答:①该磁场的磁感应强度为3×10-6T;
②若该导线中通以I2=2.5A的电流,则此时导线所受安培力大小是2.25×10-6N,方向垂直纸面向里.
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