- 安培力
- 共3605题
如图所示,在磁感应强度为B=0.2T的匀强磁场中,有一导体MN在金属框架上以10m/s的速度向右匀速运动,已知金属架的宽度为L=0.6m,电阻R1=R2=5Ω,导体MN的电阻r=0.5Ω,其余电阻不计.求:
(1)导体MN两端的电压;
(2)导体MN受到的安培力;
(3)电阻R1消耗的电功率.
正确答案
解析
解:(1)导体MN产生的感应电动势为E=BLv=0.2×0.6×10=1.2V
回路总电阻为R=+r=
+0.5=3Ω
回路中总电流I==
=0.4A
导体MN两端的电压时路端电压UMN=E-Ir=(1.2-0.4×0.5)=1V
(2)导体MN受到的安培力为F=BIL=0.2×0.4×0.6=0.048N
(3)电阻R1消耗的电功率为P==
=0.2W
答:(1)导体MN两端的电压为1V;(2)导体MN受到的安培力为0.048N;(3)电阻R1消耗的电功率为0.2W.
在同一光滑斜面上放同一导体棒,如图所示是两种情况的剖面图.它们所在空间有磁感应强度大小相等的匀强磁场,但方向不同,一次垂直斜面向上,另一次竖直向上:两次导体棒A分别通有电流I1和I2,都处于静止平衡.已知斜面的倾角为θ,则( )
正确答案
解析
解:导体棒受力如图,根据共点力平衡得,
F1=mgsinθ,N1=mgcosθ.
F2=mgtanθ,.
所以导体棒所受的安培力之比:1.
斜面对导体棒的弹力大小之比.
因为F=BIL,所以.故A、D正确,B、C错误.
故选AD.
关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B、根据左手定则可知,安培力方向与磁场和电流组成的平面垂直,即与电流和磁场方向都垂直,故A错误,B正确;
C、磁场与电流不垂直时,安培力的大小为F=BILsinθ,则安培力的大小与通电导线和磁场方向的夹角有关,故C错误;
D、当电流方向与磁场的方向平行,所受安培力为0,将直导线从中折成直角,安培力的大小一定变为原来的一半;将直导线在垂直于磁场的方向的平面内从中折成直角,安培力的大小一定变为原来的,故D错误.
故选:B.
如图所示,通有恒定电流的,一定长度的直导线水平放置在两足够大的匀强磁场中,磁场方向如图所示.若将导体在纸面内顺时针转180°,关于甲、乙两种情况导体受到的安培力大小和方向变化,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:①对甲图分析有:开始位置导体与磁场垂直,由左手定则可以判断出导线在纸面内转0到90度过程中安培力的方向始终为垂直纸面向外,
当导线在纸面内转90度到180度的过程中安培力的方向改变,变为垂直纸面向里,
因此甲图安培力方向变化一次;
甲图中安培力的大小F=BILsinθ,其中θ为导线与磁场的夹角,
导线在纸面内顺时针转动180度的过程中,
θ由90度逐渐减小到0度,再从0度逐渐增大到90度,
因此甲图安培力大小从最大BIL先减小,直到减为0,再增大到BIL.
故甲图安培力大小一直在变.
②对乙图分析有:导线在纸面内顺时针转180度过程中,由左手定则可以判断出安培力方向一直在变化;
但转动过程中导线中电流I始终与磁场方向垂直,
故安培力大小一直不变,始终为F=BIL.
综合上述分析,A说法正确;
故选:A
如图所示,放在平行光滑导轨上的导体棒ab质量为m,长为l,导轨所在平行面与水平面成30°角,导体棒与导轨垂直,空间有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B,导体棒在导轨上处于静止状态,求:
①导体中的电流方向和它所受安培力的方向.
②导体棒中的电流强度的大小.
正确答案
解析
解:导体棒静止,处于平衡状态,导体棒受到重力、支持力以及水平向右的安培力,才能处于处于平衡状态,
导体棒受力如图所示,
导体棒受到的安培力:F=BIl ①
由图示可知:F=mgtan30° ②
由①②可得:I=
由左手定则可知,电流方向:由b指向a
答:①导体中的电流方向由b指向a,它所受安培力的方向水平向右.
②导体棒中的电流强度的大小为.
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