安培力
共3605题

安培力
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题型：简答题

简答题

如图为“电流天平”，可用于测定磁感应强度．在天平的右端挂有一矩形线圈，设其匝数n=5匝，底边cd长L=20cm，放在垂直于纸面向里的待测匀强磁场中，且线圈平面与磁场垂直．当线圈中通入如图方向的电流I=100mA时，调节砝码使天平平衡．若保持电流大小不变，使电流方向反向，则要在天平右盘加质量m=8.2g的砝码，才能使天平再次平衡．求：

（1）cd边所受的安培力大小；

（2）磁感应强度B的大小为（g=10m/s2）．

正确答案

解析

解：开始时cd边所受的安培力方向竖直向上，电流反向后，安培力的方向变为竖直向下．相当于右边了两个安培力的重量．即mg=2FA．

则有：．

FA=NBIL，所以为：B=．

答：（1）cd边所受的安培力大小为4.1×10-2 N；

（2）磁感应强度B的大小为0.41T

题型：多选题

多选题

如图是倾角θ=30°的光滑绝缘斜面在纸面内的截面图．一长为L质量为m的导体棒垂直纸面放在斜面上，现给导体棒通入电流强度为I，并在垂直于导体棒的平面内加匀强磁场，要使导体棒静止在斜面上，已知当地重力加速度为g，则下说法正确的是（　　）

A所加磁场方向与x轴正方向的夹角α的范围应为90°≤α＜240°

B所加磁场方向与x轴正方向的夹角α的范围应为0°≤α＜150°

C所加磁场的磁感应强度的最小值为

D所加磁场的磁感应强度的最小值为

正确答案

B,D

解析

解：A、根据共点力平衡知，安培力的方向在垂直斜面向下与竖直向上这两个方向之间，根据左手定则知，所加磁场方向与x轴正方向的夹角θ的范围应为0°≤θ＜150°．故A错误，B正确．

C、当安培力的方向与支持力方向垂直时，安培力最小，根据平行四边形定则有：FA=mgsin30°=BIL，则磁感应强度的最小值B=．故C错误，D正确．

故选：BD．

题型：简答题

简答题

如图所示，一根长度为L、质量为m的导线AB，用软导线悬挂在方向水平的磁感应强度为B的匀强磁场中，现要使悬线张力为零，则AB导线通电方向怎样？电流大小是多少？

正确答案

解析

解：要使导线的张力为零，说明AB应在重力和安培力的作用下平衡，即重力和安培力大小相等、方向相反，安培力的方向是竖直向上，磁场的方向是垂直纸面向里的，由左手定则可知，电流的方向为从A流向B．由二力平衡有：

BIL=mg

得：I=

答：要使悬线张力为零，则AB导线通电方向是从A流向B，电流大小为

题型：多选题

多选题

如图所示，一个宽L=0.20m的“U”型绝缘导轨与水平面成30°倾角固定放置．在导轨区域内存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=1.0T．一根质量为0.10Kg的金属棒垂直放置在导轨上，棒上通有I=5.0A的电流．金属棒静止，重力加速度g=10m/s2，则（　　）

A导轨对金属棒的支持力大小为N

B导轨对金属棒的支持力大小为N

C导轨对金属棒的摩擦力大小为N，方向平行导轨向下

D导轨对金属棒的摩擦力大小为N，方向平行导轨向上

正确答案

B,D

解析

解：对导体棒受力分析可知

f-mgsin30°-BILcos30°=0

FN+BILsin30°-mgcos30°=0

联立解得

f=N，方向沿导轨向上

故BD正确

故选：BD

题型：简答题

简答题

如图所示，光滑导轨与水平面成θ角，导轨宽L，匀强磁场磁感应强度为B．金属杆长也为L，质量为m，水平放在导轨上．当回路总电流为I时，金属杆正好能静止．求：

（1）当磁场B的方向竖直向上时，该匀强磁场的磁感应强度B的大小；

（2）若磁场B的大小和方向均可改变，要使导体棒仍能保持静止，试确定此时磁感应强度B的最小值的大小和方向．

正确答案

解析

解：（1）导体棒的受力分析如图所示，由共点力平衡条件可得，磁场对导体棒的安培力大小为：

F=mgtanθ

又 F=BIL

联立可得：B=

（2）要使磁感应强度B最小，则要求安培力最小，根据导体棒的受力情况分析可知，最小的安培力为：

Fmin=mgsinθ，方向平行于轨道向上

则B的最小值为：Bmin=

根据左手定则判断可知，此时的磁感应强度的方向为垂直轨道平面斜向上．

答：（1）当磁场B的方向竖直向上时，该匀强磁场的磁感应强度B的大小是；

（2）此时磁感应强度B的最小值的大小为，方向垂直轨道平面斜向上．

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