- 安培力
- 共3605题
如图所示,在倾角α=37°的光滑倾斜导轨上,水平地放着一质量为m=0.01kg、长为L=0.5m的通电导体棒ab,电流大小为I=2.0A,电流方向从a到b.若加一匀强磁场,使导体棒ab在斜面上静止,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s2
(1)若磁感应强度方向水平向左,磁感应强度B1为多大?(作出导体棒的受力示意图)
(2)若磁感应强度方向竖直向上,磁感应强度B2为多大?(作出导体棒的受力示意图)
正确答案
解析
解:(1)棒的电流方向用×表示,受力情况如图,要使杆在斜面上静止,安培力F1与重力必须平衡,导轨对杆ab没有作用力.
根据平衡条件得:F1=mg=0.1N
则:B1==T=0.1T
(2)棒的受力情况如图
∴F2=mgtan37°=mg=0.075N
得:B2=
=
T=0.075T
答:(1)若磁感应强度方向水平向左,在图b中标出电流的方向,作出ab的受力示意图如图所示;磁感应强度B1的大小为0.1T.
(2)若磁感应强度竖直向上,在图c中做出ab的受力示意图如图所示;磁感应强度B2的大小为0.075T.
如图a所示,一根质量m、总电阻R的均匀金属杆用两根长L的轻质导线竖直悬挂在三等分点,导线的悬挂点间加上电压U后,仅将金属杆置于磁感应强度B的磁场中,单根导线上的拉力是______.若把导线长度变成
L,如图b所示悬挂在金属杆两端,则单根导线上的拉力是______.
正确答案
解析
解:对于图a,金属杆中的电流I=,则金属杆所受的安培力:F=BIL=
.
根据左手定则,安培力方向竖直向下,根据共点力平衡得,mg+F=2T,解得:T=.
对于图b,金属杆中的电流:,安培力:F=BI•3L=
.
根据共点力平衡得:2Tsin45°=mg+F,解得:T=.
故答案为:,
.
如图所示,通电导线MN在纸面内从a位置绕其一端M转至b位置时,通电导线所受安培力的大小变化情况是( )
正确答案
解析
解:从A转到B位置时,导线MN还是与磁场垂直,故F=BIL不变,故B正确;
故选:B
如图所示的天平可用来测定磁感应强度.天平的右臂下面挂有一个矩形线圈,宽为l,共N匝,线圈的下部悬在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面.当线圈中通有电流I(方向如图)时,在天平左、右两边加上质量各为m1、m2的砝码,天平平衡.当电流反向(大小不变)时,左边再加上质量为m的砝码后,天平重新平衡.由此可知( )
正确答案
解析
解:当B的方向垂直纸面向里,开始线圈所受安培力的方向向下,电流方向相反,则安培力方向反向,变为竖直向上,相当于右边少了两倍的安培力大小,所以需要在右边加砝码;
当B的方向垂直纸面向外,开始线圈所受安培力的方向向上,电流方向相反,则安培力方向反向,变为竖直向下,相当于右边多了两倍的安培力大小,所以需要在左边加砝码.则有mg=2NBIL,所以B=.故ABC错误,D正确.
故选:D.
将长0.5m,通过4A电流的通电导线放在匀强磁场中,当导线和磁场方向垂直时,通电导线所受磁场力为0.4N,则匀强磁场的磁感感应强度B大小为______T,若将通电导线中的电流减为2A,则这时匀强磁场的B为______T,导线受安培力为______N.
正确答案
0.2
0.2
0.2
解析
解:根据F=BIL得,匀强磁场的磁感应强度为:
B=.
当电流减小时,磁感应强度不变,仍为:B=0.2T.
则导线所受的安培力为:F=BI′L=0.2×2×0.5N=0.2N.
故答案为:0.2,0.2,0.2.
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