- 安培力
- 共3605题
长度为L、通有电流为I的直导线放入一匀强磁场中,电流方向与磁场方向如图所示,已知磁感应强度为B,对于下列各图中,导线所受安培力的大小计算不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、电流方向与磁场方向的夹角为90°-θ,则安培力F=BILsin(90°-θ)=BILcosθ.故A正确;
B、电流的方向与磁场方向垂直,则安培力为F=BIL.故B错误;
C、电流的方向与磁场方向垂直,则安培力F=BIL.故C错误;
D、电流的方向与磁场方向垂直,则安培力F=BIL.故D错误.
本题选择不正确的;故选:BCD.
如图所示,两根水平放置的光滑平行金属导轨M、N,电阻不计,相距L=0.2m,由电源和电阻串联后接在两导轨左端,其中电源电动势E=6V,内源内阻r=0.5Ω,电阻R=2Ω;在两导轨右侧垂直导轨放置一质量m=5×10-2kg、电阻rab=0.5Ω的金属棒ab.如果在上述装置所在区域加一匀强磁场,使ab对导轨的压力恰好是零,并使ab处于静止状态.求所加磁场磁感强度的大小和方向.(取g=10m/s2)
正确答案
解析
解:由题意可知ab中的电流大小为:I==2A;
电流的方向有a到b,磁场力与重力大小相等,方向相反,根据左手定则可知,磁场方向水平向右;
欲使ab对轨道压力恰为零,则有:mg=BIL,
得:B=T.
答:所加磁场磁感强度的大小为1.25T,方向水平向右.
(2015秋•张家口期末)小明同学设计了一个“电磁天平”,如图1所示,等臂天平的左臂为挂盘,右臂挂有矩形线圈,两臂平衡.线圈的水平边长L=0.1m,竖直边长H=0.3m,匝数为N1.线圈的下边处于匀强磁场内,磁感应强度B0=1.0T,方向垂直线圈平面向里.线圈中通有可在0~2.0A范围内调节的电流I.挂盘放上待测物体后,调节线圈中电流使得天平平衡,测出电流即可测得物体的质量.(重力加速度取g=10m/s2)
(1)为使电磁天平的量程达到0.5kg,线圈的匝数N1至少为多少?
(2)进一步探究电磁感应现象,另选N2=100匝、形状相同的线圈,总电阻R=10Ω,不接外电流,两臂平衡,如图2所示,保持B0不变,在线圈上部另加垂直纸面向外的匀强磁场,且磁感应强度B随时间均匀变大,磁场区域宽度d=0.1m.当挂盘中放质量为0.01kg的物体时,天平平衡,求此时磁感应强度的变化率.
正确答案
解析
解:(1)线圈受到安培力为:F=N1B0IL,
天平平衡有:mg=N1B0IL,
代入数据解得:N1=25匝
(2)由电磁感应定律得:E=N2
则 E=N2Ld
由欧姆定律得:I′=
线圈受到安培力为:F′=N2B0I′L
天平平衡有:m′g=N22B0•
代入数据解得:=0.1T/s.
答:
(1)线圈的匝数N1至少为25匝;
(2)此时磁感应强度的变化率为0.1T/s.
一根长为0.2m的直导线,垂直于某匀强磁场方向放置,当导线中通有1A的电流时,导线受到的安培力大小为0.08N,则:(注意填写单位)
(1)磁场的磁感应强度为______.
(2)当导线中的电流增大为2A时,导线受到的安培力______;此时磁场的磁感应强度为______.
正确答案
0.4T
0.16N
0.4T
解析
解:(1)磁场的磁感应强度为:
B==
T=0.4T
(2)导线受到的安培力为:
F=BIL=0.4×2×0.2N=0.16N
此时磁感应强度为0.4T.
故答案为:(1)0.4;(2)0.16N,0.4T.
如图,一条形磁铁放在水平桌面上,在它的正中央上方固定一直导线,导线与磁铁垂直,若给导线通以垂直于纸面向里的电流,则( )
正确答案
解析
解:ABC、磁铁的磁感线在它的外部是从N极到S极,因为长直导线在磁铁的中央上方,所以此处的磁感线是水平的,电流的方向垂直与纸面向里,根据左手定则,导线受磁铁给的“安培力”方向竖直向上,如下图所示:长直导线是固定不动的,根据物体间力的作用是相互的,导线给磁铁的反作用力方向就是竖直向下的;因此磁铁对水平桌面的压力除了重力之外还有通电导线的作用力,压力是增大的;因为这两个力的方向都是竖直向下的,所以磁铁不会发生相对运动,也就不会产生摩擦力,故AC正确,B错误.
D、磁铁处于静止状态,则所受的合力不变,故D正确;
故选:ACD.
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