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题型: 多选题
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多选题

如图,在天平右盘底部挂有一个矩形线圈,其一部分悬在方向水平向里的匀强磁场中,矩形线圈通有顺时针方向电流,现天平右侧向下倾斜,下列措施有可能使天平平衡的是(  )

A减小磁感应强度

B增加通过线圈的电流

C改变电流的方向

D在不改变线圈质量的同时,增加底边的长度

正确答案

A,C

解析

解:要使天平平衡,可以减小右侧作用力,或增加左侧作用力;

由左手定则可知,左侧矩形线圈受到的安培力向下;

A、由F=BIL可知,减小磁感应强度,可以减小安培力,使天平右侧受力减小,天平平衡,故A正确;

B、由F=BIL可知,增加线圈的电流,安培力变大,天平右侧受到的作用力变大,天平更加不平衡,故B错误;

C、由左手定则可知,改变电流方向,安培力向上,天平右侧受到的作用力变小,可以使天平平衡,故C正确;

D、由F=BIL可知,在不改变线圈质量的同时,增加底边的长度,天平右侧受到的作用力变大,天平不能平衡,故D错误;

故选AC.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,水平放置的两根平行金属导轨相距L=0.8m,上面有一质量为0.08kg,电阻不计的金属棒PQ垂直导轨放置.匀强磁场方向竖直向上,磁感应强度B=0.5T,电源电动势E=4.5V,内阻r=1Ω,其它导轨电阻不计.闭合开关S后,金属棒PQ由静止开始做匀加速直线运动 (导轨水平方向足够长).一段时间后,调节滑动变阻器R上的滑片P向右移动使R=8Ω时,金属棒PQ开始做v=2m/s的匀速直线运动,当运动总时间t=3s时,金属棒PQ总位移s=5m,金属棒PQ与水平导轨间的动摩擦因数μ=0.3.求:

(1)金属棒PQ匀速直线运动时,电路中电流大小.

(2)金属棒PQ所受安培力的大小和方向.

(3)刚闭合开关S时,滑动变阻器R的阻值大小.

正确答案

解析

解:(1)由闭合电路欧姆定律得:I=

(2)安培力为:F=BIL=0.5×0.5×0.8N=0.2N.

根据左手定则知,安培力的方向水平向右.

(3)设匀加速运动的时间为t,则有:

解得:t=1s.

则匀加速运动的加速度为:a=

根据牛顿第二定律得:F-μmg=ma,

代入数据解得:F=0.4N,

此时的电流为:I′=

根据欧姆定律得:

答:(1)金属棒PQ匀速直线运动时,电路中电流大小为0.5A.

(2)金属棒PQ所受安培力的大小为0.2N,方向水平向右.

(3)刚闭合开关S时,滑动变阻器R的阻值大小为3.5Ω.

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题型:填空题
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填空题

如图为电流天平,可以用来测量匀强磁场的磁感应强度,他的右臂挂着矩形线圈,匝数n=9,线圈的水平边长为L,处于匀强磁场内,磁感应强度B的方向与线圈平面垂直,当线圈中通过电流I时,调节砝码使两臂达到平衡,然后使电流反向,大小不变,这时需要在左盘中增加质量为m的砝码,才能时两臂再达到新的平衡,则:用已知量和可测量n、m、L、I计算B=______

正确答案

解析

解:根据平衡条件:

有:mg=2nBIL,

得:B=

故答案为:

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题型: 多选题
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多选题

如图所示为电磁轨道炮的工作原理图.待发射弹体与轨道保持良好接触,并可在两平行轨道之间无摩擦滑动.电流从一条轨道流入,通过弹体后从另一条轨道流回.轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道平面的磁场(可视为匀强磁场),磁感应强度的大小与电流I成正比.通电的弹体在安培力的作用下离开轨道,则下列说法正确的是(  )

A弹体向左高速射出

BI为原来的2倍,弹体射出的速度也为原来的2倍

C弹体的质量为原来的2倍,射出的速度也为原来的2倍

D轨道长度L为原来的4倍,弹体射出的速度为原来的2倍

正确答案

B,D

解析

解:A、根据磁场方向、通过弹体的电流方向可知弹体所受安培力水平向右,因此弹体将向右高速射出,故A错误;

B、根据F=BIL=ma可知I为原来2倍,磁感应强度B与I成正比,B变为原来的2倍,弹体的加速度将变为原来的4倍,由运动学公式v2=2aL可知,弹体射出的速度变为原来的2倍,故B正确;

C、根据F=BIL=ma可知弹体的质量为原来2倍,弹体的加速度将变为原来的倍,由运动学公式v2=2aL可知,弹体射出的速度变为原来的倍,故C错误;

D、若L变为原来的4倍,根据F=BIL=ma可知弹体的加速度不变,由运动学公式v2=2aL可知,弹体射出的速度变为原来的2倍,故D正确.

故选:BD.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,两根平行放置的金属导轨框架与水平面的夹角为θ,导轨间距离为L,有一根垂直于导轨放置的质量为m的均匀金属棒.电源的电动势为E,内电阻为r,导轨和金属棒的总电阻为R,整个装置位于竖直向上的匀强磁场中.

(1)要使金属棒静止,磁感应强度B为多大?

(2)若磁场方向课改变,要使金属棒静止,磁感应强度B至少为多少?方向如何?

正确答案

解析

解:(1)回路中的电流为I=

对导体棒受力分析,根据共点力平衡可得mgsinθ=BILcosθ

解得B=

(2)当磁场方向沿斜面向上时,此时的磁场强度最小,故

mgsinθ=BIL

解得B=

答:(1)要使金属棒静止,磁感应强度B为

(2)若磁场方向课改变,要使金属棒静止,磁感应强度B至少为,方向沿斜面向上

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