- 安培力
- 共3605题
如图所示,在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4m,质量为6×10-2 kg的通电直导线,电流大小I=1A、方向垂直于纸面向外,导线用平行于斜面的轻绳拴住不动.
(1)若整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4T、方向竖直向上的磁场中,设t=0时,B=0,需要多长时间,斜面对导线的支持力为零?
(2)若轻绳的张力为零,所加磁场的最小磁感应强度为多大?方向如何?(g取10m/s2)
正确答案
解析
解:(1)由题意知,当斜面对导线支持力为零时导线受力如图所示.由图知:
FTcos37°=F…①
FTsin37°=mg…②
由①②解得导线所受安培力的为:F==0.8 N.
又根据F=BIL得此时导线所处磁场的磁感应强度为:B=
因为磁感应强度每秒增加0.4T,所以有:B=0.4t
得:t=5s.
(2)由题可知,当导线受到的安培力的方向沿着绳子的方向时,需要的安培力最小,所以对应的磁感应强度最小,得:
mgsin37°=BminIL
所以:=0.9T
安培力的方向沿斜面向上,根据左手定则可知,磁场的方向垂直于斜面向下.
答:(1)需要5s时间,斜面对导线的支持力为零;
(2)若轻绳的张力为零,所加磁场的最小磁感应强度为0.9T,方向垂直于斜面向下.
一条形磁铁放在水平桌面上,在它的上方靠S极一侧吊挂一根与它垂直的导体棒,图中只画出此棒的横截面图,并标出此棒中的电流是流向纸内的,在通电的一瞬间可能产生的情况是( )
正确答案
解析
解:以导线为研究对象,由左手定则判断得知导线所受安培力方向斜向左下方,根据牛顿第三定律得知,导线对磁铁的安培力方向斜向右上方,磁铁有向右运动的趋势,受到向左的摩擦力,同时磁铁对地的压力减小.故AD正确,BC错误.
故选:AD.
完成下列关于概念分类的框架图
正确答案
解析
解:安培力:磁场对通电导线的作用力;方向由左手定则判断;
洛伦兹力:磁场对运动电荷的作用力,方向也由左手定则判断.
故答案为:通电导线,左手,运动电荷,左手.
如图,匀强磁场垂直于纸面,磁感应强度大小为B,一长为L的直导线沿纸面放入磁场中,与水平面成37°角,当导线中通有图示方向的大小为I的电流时,导线所受磁场力的大小和方向是( )
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,有左手定则可知方向垂直导线向右,故C正确;
故选:C
(2015秋•昌平区期末)如图所示,通电导体棒静止于水平导轨上,棒的质量为m,长为L,通过的电流大小为I且垂直纸面向里,匀强磁场的磁感强度B的方向与导轨平面成θ角,则导体棒受到的( )
正确答案
解析
解:以导体棒AC为研究对象,分析受力,如图.
其中,安培力大小FA=BIl,根据平衡条件得:
G+FAcosθ=N…①
f=FAsinθ…②
由①得:N=G+FAcosθ=mg+BIlcosθ
由②得:f=BIlsinθ
由牛顿第三定律得,导轨受到AC棒的压力和摩擦力各为:
N=mg+BIlcosθ和f=BIlsinθ.所以选项AC正确,选项BD错误.
故选:AC
扫码查看完整答案与解析