- 安培力
- 共3605题
(多选)如图所示,在倾角为α的光滑斜面上,垂直纸面放置一根长为L,质量为m的直导体棒.当导体棒中的电流I垂直纸面向里时,欲使导体棒静止在斜面上,可加平行纸面的匀强磁场中,下列有关磁场的描述中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、外加匀强磁场的磁感应强度B的方向竖直向上时,根据左手定则知,安培力水平向右,能使导体棒保持平衡,根据共点力平衡可得,故A正确;
B、若磁场方向平行斜面向上,则受到的磁场力方向垂直斜面向下,故此时不可能平衡,故B错误;
C、外加匀强磁场的磁感应强度B的方向垂直斜面向上,则沿斜面向上的安培力、支持力与重力,处于平衡状态,则大小B=,故C正确,D错误.
故选:AC
如图所示,质量m=0.1kg、电阻不计的金属杆ab放在宽l=1m,倾角θ=37°的导轨上,导轨电阻不计,其上端接电动势为E=3V、内阻r=1Ω的直流电源和一可变电阻R.磁感应强度B=0.5T的匀强磁场竖直向上穿过导轨平面,金属杆ab与导轨间的最大静摩擦力f=0.4N.欲使ab棒静止在导轨上不动,求可变电阻R的取值范围.
正确答案
解析
解:若静摩擦力沿斜面向上,设安培力为F1,
F1cosθ+f=mgsinθ
解得F1=0.25N
若静摩擦力沿斜面向下,设安培力为F2,
F2cosθ=f+mgsinθ
解得F2=1.25N
而F安=BIL
I=
代入数据解得0.2Ω≤R≤5Ω
答:可变电阻R的取值范围为0.2Ω≤R≤5Ω
一根通电直导线水平放置在地球赤道的上方,其中的电流方向为自西向东,该导线所受地磁场的安培力方向为( )
正确答案
解析
解:赤道处的磁场方向从南向北,电流方向自西向东,根据左手定则,安培力的方向向上.故C正确,A、B、D错误.
故选:C
(2015秋•高安市校级期中)如图所示光滑、水平金属导轨的间距为L=1m,处在一个竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=2T,其上有一个与之接触良好的金属棒,金属棒的电阻R=1Ω,导轨电阻不计,导轨左侧接有电源,电动势E=10V,内阻r=1Ω,某时刻起闭合开关,金属棒开始运动,已知金属棒的质量m=1kg,导轨足够长.问:
(1)金属棒速度为2m/s时金属棒的加速度为多大?
(2)金属棒达到稳定状态时的速度为多大?
(3)导轨的右端是一个高为0.8m、宽为1.8m的壕沟,那么金属棒离开导轨后能否落到对面的平台?
正确答案
解析
解:(1)感应电动势:ɛ=BLv=2×1×2V=4V…①
且产生的感应电流其方向与电路电流方向相反,则此时电路的实际电压:
U=E-ɛ=10-4V=6V…②
电流:I=
F合=F安-f=BIl-μmg=1N…③
…④
(2)金属棒达到稳定状态,即:F安=f…⑤
则:BIl=μmg
…⑥
E-ɛ=I(R+r) 得:ɛ=E-I(R+r)=5V…⑦
由ɛ=Blv得:
…⑧
(3)…⑨
x=vt…⑩
得:t=0.4s,x=1m>0.8m
知金属棒能够落到对面的平台.
答:(1)金属棒速度为2m/s时金属棒的加速度为1m/s2.
(2)金属棒达到稳定状态时的速度为2.5m/s.
(3)金属棒能够落到对面的平台
把5.0V的电压加在一段电阻丝的两端测得通过电阻的电流为1.0×102mA.当电阻丝的两端电压增加至20.0V时,通过它的电流为多少安培?经过1分钟产生的热量为多少?
正确答案
解析
解:由R=可知:R=
=50Ω;
则当电压增大为20.0V时,电流为:I′==
=0.4A;
由焦耳定律有:Q=I2Rt=0.42×50×60=480J
答:通过电阻丝的电流为0.4A、480J
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