安培力
共3605题

· 安培力

安培力
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题型：单选题

单选题

如图所示，质量为m的导体棒ab垂直圆弧形金属导轨MN、PQ放置，导轨下端接有电源，导体棒与轨道接触良好，不计一切摩擦，现欲使导体棒静止在导轨上，则下列方法可行的是（　　）

A施加一个沿ab方向的匀强磁场

B施加一个沿ba方向的匀强磁场

C施加一个竖直向下的匀强磁场

D施加一个竖直向上的匀强磁场

正确答案

解析

解：导体棒受重力G、支持力F与安培力FB作用，

重力G与支持力F的合力为F合，导体棒静止，

处于平衡状态，由平衡条件可知，安培力FB与F合重力等大反向，

安培力水平向里，由图示可知，ab棒中的电流由a指向b，

由左手定则可知，磁场竖直向下；

故选：C．

题型：简答题

简答题

如图所示，质量为m=10g，长L=10cm的铜棒，用两根长度都为d=10（2+）cm的轻线水平悬吊在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=T．铜棒未通电时，轻线在竖直方向，通入恒定电流后，棒向纸面外偏转的最大角度θ=53°，取g=10m/s2．

（1）求此棒中恒定电流的大小和方向；

（2）棒在摆动过程中的最大动能为多少？

正确答案

解析

解：（1）由动能定理得：BIL•dsin53°-mgd（1-cos53°）=0

代入数据得：I=2A

棒受向外的安培力，则由左手定则判断电流的方向由a向b；

（2）设偏转角为β时，当速度方向上的合力为零时，棒的动能最大．

即tanβ==时，sinβ= cosβ=

由动能定理得：BIL•dsinβ-mgd（1-cosβ）=Ek-0

解得：EK=0.025J

答：（1）此棒中恒定电流的大小为2A和方向由a向b；

（2）棒在摆动过程中的最大动能为0.025J．

题型：填空题

填空题

（2011秋•顺义区校级期中）如图所示，匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应强度B=1.0×10-2T．把长度L=0.20m的导体棒垂直于磁场水平放置，若导体棒中的电流I=10A，方向向左，则导体棒受到的安培力大小F=______N，安培力的方向为竖直向______．（选填“上”或“下”）

正确答案

2.0×10-2

下

解析

解：导体棒与匀强磁场垂直，则安培力大小为：

F=BIL=1.0×10-2T×10A×0.20m=2.0×10-2N

根据左手定则，安培力向下；

故答案为：2.0×10-2，下．

题型：简答题

简答题

如图所示，质量m=0.05kg，长L=0.1m的铜棒，用长度也为L的两根轻软导线水平悬吊在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.5T．不通电时，轻线在竖直方向，通入电流后，铜棒向外偏转．（ g取10m/s2）

（1）如果铜棒最终静止时软导线的偏角θ=37°，求棒中电流多大？

（2）如果铜棒向外偏转的最大角度θ=37°，则棒中电流多大？（设摆动过程中流过棒的电流保持不变）

正确答案

解析

解：（1）对铜棒受力分析，受重力、绳的拉力、安培力，侧视图如图（从右向左看）：

由图可得：

FTsinθ=F安=BIl

解得：I===7.5A

（2）金属棒向外偏转过程中，导线拉力不做功，

安培力F做功为：WF=Fs1=BIL2sin37°…①

重力做功为：WG=-mgs2=-mgl（l-cos37°）…②

由动能定理得：BIL2sin37°-mgl（l-cos37°）=0…③

联立①②③解得：I===3.3A

答：（1）铜棒最终静止时软导线的偏角θ=37°，此棒中恒定电流为7.5A．

（2）铜棒向外偏转的最大角度θ=37°，则棒中电流3.3A．

题型：简答题

简答题

如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中，有一段弯折成直角的金属导线abc，ab=bc=L，导线中通有a→b→c方向的电流，电流强度为I，磁场的磁感应强度为B，要使该段导线保持静止不动，求加在点b的外力．

正确答案

解析

解：根据左手定则，对两棒受到的安培力，及外力，如图所示；

因两棒长度相同，电流相等，则安培力的大小相同，即为F1=F2=BIL；

由平衡条件，则有：F=BIL；

外力的方向与两棒角平分线的反方向；

答：加在点b的外力大小为BIL，方向如图所示．

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