- 安培力
- 共3605题
如图,一根质量为m,长为L的金属棒用细线水平地悬挂在匀强磁场中.当通过如图所示的电流I时,细线对棒的拉力刚好为零,则磁感应强度的方向是______.
正确答案
垂直纸面向里
解析
解:根据受力分析,则有金属棒的重力和安培力大小相等,方向相反.根据左手定则可知,安培力的大小FA=BIL不变,方向由竖直向上向里,因此磁感应强度的方向可为垂直纸面向里.
故答案为:垂直纸面向里.
如图所示,宽为l的金属框架和水平面夹角为α,并处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于框架平面.导体棒ab的质量为m,长度为d置于金属框架上时将向下匀加速滑动,导体棒与框架之间的最大静摩擦力为f.为使导体棒静止在框架上,将电动势为E,内阻不计的电源接入电路,若框架与导体棒的电阻不计,求需要接入的滑动变阻器R的阻值范围.
正确答案
解析
解:导体棒静止在斜面上,导体棒受到的安培力F=BId,I=.
当R最小时,导体棒受到的静摩擦力沿斜面向下,达到最大值f,则有
F=mgsinα+f,又F=BId=
解得 Rmin=
当R最大时,导体棒受到的静摩擦力沿斜面向上,达到最大值f,则有
有F=mgsina-f,F=
解得 Rmax=
解得:≤R≤
.
答:需要接入的滑动变阻器R的阻值范围是≤R≤
.
如图所示,匀强磁场的磁感应强度为0.3T,通电直导线与磁场方向垂直,导线长度为0.2m,导线中电流为2A. 该导线所受安培力的大小为( )
正确答案
解析
解:由图可知电流与磁场方向垂直,因此直接根据安培力的大小为:F=BIL=0.3×0.2×2=0.12N,故ABD错误,C正确.
故选C.
如图所示,把一个装有导电溶液的圆形玻璃器皿放入磁场中,玻璃器皿的中心放一个圆柱形电极B,与电池的正极相连;沿器皿边缘内壁放一个圆环形电极A,与电池的负极相连.从器皿上方往下看(俯视),对于导电溶液和溶液中正、负离子的运动,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B在电源外部电流由正极流向负极,因此电流由器皿中心流向边缘;器皿所在处的磁场竖直向下,由左手定则可知,导电液体受到的磁场力沿逆时针方向,因此液体沿逆时针方向旋转;故A正确,B错误.
C、D正离子移动方向与电流方向相同,负离子与电流方向相反,则知正离子沿圆形玻璃器皿的半径向边缘移动的同时顺时针转动,负离子沿圆形玻璃器皿的半径向中心移动的同时顺时针转动.故CD错误.
故选:A.
如图甲中粗糙的斜面倾角为θ,质量为m的导体棒PQ通有由Q→P的恒定电流,导体棒PQ放于竖直向上的变化的磁场中,磁感应强度随时间变化如图乙,PQ始终静止(假设时间足够长),PQ受到的摩擦力的变化情况是 ( )
正确答案
解析
解:回路中存在恒定电流,根据左手定则知导体棒PQ所受安培力方向水平向右.由F=BIL可知,B增大,PQ所受安培力大小F增大,
开始时安培力很小,根据平衡条件得到:mgsinθ=Fcosθ+f,可见F增大,f减小;
当mgsinθ=Fcosθ时f减小到0,
当B继续增大时,F增大,PQ有沿斜面向上运动的趋势,受沿斜面向下的摩擦力,根据平衡条件:Fcosθ=f+mgsinθ,
可见,F增大则f增大;
故摩擦力先减小后增大;
故选:C.
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