- 安培力
- 共3605题
如图所示,质量为m、长为L的导体棒ab静止于水平平行导轨上.通过ab的电流强度为I,匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向与导轨平面成θ角斜向下,ab静止且紧压与水平导轨上.试求
(1)导体棒ab静止时,受到的支持力N和摩擦力f.
(2)若导体棒ab恰好开始运动,它与导轨间的动摩擦因数多大?
正确答案
解析
解:(1)通过导体棒的电流 I,则导体棒受到的安培F=BIL,
根据左手定则可知:安培力的方向如图所示,
由平衡条件得:
水平方向:Ff=Fsinθ=BILsinθ,方向:水平向左;
N竖直方向:FN=mg+Fcosθ=mg+BILcosθ,方向:竖直向上;
(2)由滑动摩擦力可知f=μFN
答:(1)摩擦力的大小为BILsinθ,方向:水平向左.受到的支持力的大小为mg+BILcosθ,方向:竖直向上.
(2)若导体棒ab恰好开始运动,它与导轨间的动摩擦因数
两根平行放置的长直导线A和B载有大小相同、方向相反的电流,则A与B相互______(填“吸引”或“排斥”),A受到的安培力大小为F1,当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后,A受到的安培力大小变为F2,则此时导线B受到的安培力大小为______.
正确答案
排斥
F2
解析
解:如图所示,两根长直线,电流大小相同,方向相反.则a受到b产生磁场的作用力向左大小为F1,那么b受到a产生磁场的作用力向右大小为F1′,这两个力大小相等,方向相反,相互排斥
当再加入匀强磁场时产生的磁场力大小为F0,则a受到作用力为F2=F1+F0,或F2=F1-F0
而对于b由于电流方向与a 相反,所以b受到作用力为F2′=F1+F0,或F2′=F1-F0,这两个力大小相等,方向相反.将F1=F2-F0,或F1=F2+F0 代入F2′=F1+F0,或F2′=F1-F0,可得,
F2′=F2;
故答案为:排斥;F2.
将通电直导线置于匀强磁场中,导线与磁场方向垂直.若仅将导线中的电流增大为原来的3倍,则导线受到的安培力的大小( )
正确答案
解析
解:根据F=BIL得,电力增大为原来的3倍,则安培力增大为原来的3倍.故C正确,A、B、D错误.
故选:C
如图所示为“等臂电流天平”,可以用来测量匀强磁场的磁感应强度.它的右臂挂着一矩形线圈,设其匝数n=9,线圈的水平边长为l=0.10m,处在匀强磁场内,磁感应强度B的方向与线圈平面垂直.当线圈中通入如图方向的电流I=0.10A时,调节砝码使两臂平衡.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=9.00g的砝码,才能使两臂再达到新的平衡.则磁感应强度B的大小为(g=10m/s2)( )
正确答案
解析
解:(1)根据平衡条件:
有:mg=2nBIL,
得:B=.
根据以上公式,代入数据,则有:B=T=0.45T
故选:A
(2015秋•宁夏校级期末)如图所示为电流天平,可以用来测量匀强磁场的磁感应强度.它的右臂挂着矩形线圈,匝数n=10,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,才能使两臂重新平衡.
(1)导出用已知量和可测量n、m、L、I计算B的表达式;
(2)当L=10.0cm,I=0.10A,m=8.78g时,磁感应强度是多少?(取2位有效数字)
正确答案
解析
解:(1)根据平衡条件:
有:mg=2nBIL,
得:B=.
(2)B=
答:(1)导出用已知量和可测量n、m、L、I计算B的表达式;
(2)当L=10.0cm,I=0.10A,m=8.78g时,磁感应强度是0.43T
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