- 安培力
- 共3605题
如图所示,在竖直向下的匀强磁场中有两根竖直放置的平行粗糙导轨CD、EF,导轨上放有一金属棒MN,现从t=0时刻起,给棒通以图示方向的电流且电流强度与时间成正比,即I=kt,其中k为常量,金属棒与导轨始终垂直且接触良好,下列关于棒的速度v、加速度a随时间t变化的关系图象,可能正确的是( )
正确答案
解析
解:当从t=0时刻起,金属棒通以I=kt,则由左手定则可知,安培力方向垂直纸面向里,使其紧压导轨,则导致棒在运动过程中,所受到的摩擦力增大,所以加速度在减小,由于速度与加速度方向相同,则做加速度减小的加速运动.
当滑动摩擦力等于重力时,加速度为零,则速度达到最大,其动能也最大.
当安培力继续增大时,导致加速度方向竖直向上,则出现加速度与速度方向相反,因此做加速度增大的减速运动.
A、而速度与时间的图象的斜率表示加速度的大小,故A错误,B正确;
C、则有:μN=mg 而N=BIL=BLkt 由牛顿第二定律得:mg-μBLKt=ma,因此a=g-,而重力小于摩擦力时,加速度方向向上,故C正确,D错误;
故选:BC.
一根通有电流I的直铜棒用软导线挂在如图所示匀强磁场中,此时悬线中的张力大于零而小于铜棒的重力.欲使悬线中张力为零,可采用的方法有( )
正确答案
解析
解:悬线考试受重力、绳子的张力,竖直向上的安培力处于平衡.
A、适当增加电流,方向不变,则安培力增大,则拉力减小,可以为零.故A正确.
B、适当减小电流,方向不变,则安培力减小,拉力增大,不可能为零.故B错误.
C、适当增强磁场,使其反向,安培力向下且增大,则拉力增大,不可能为零.故C错误.
D、适当减弱磁场,使其反向,因为安培力方向向下,则拉力比以前大.不可能为零.故D错误.
故选A.
如图所示,电源电动势E=1.5V,内阻r=0.1Ω,水平放置的金属导轨的宽度为d=1.5m,匀强磁场的磁感应强度B=2T,方向与放置在轨道上的导体棒MN垂直,但与竖直方向夹角为30°,金属棒的质量为1000g,电阻为R=1.4Ω,若MN 在轨道上静止,则MN在轨道上所受的支持力为多少?摩擦力大小为多少?方向如何?(g=10m/s2)
正确答案
解析
解:棒的受力分析图如图所示:
根据闭合电路欧姆定律:I==
=1A
安培力为:F=BIL=2×1×1.5=3N
根据平衡条件:Fcosθ=f
N+Fsinθ=mg
联立得:f=N,方向向左;
N=8.5N;
答:所受的支持力为8.5N;摩擦力大小为N,方向向左.
质量为m的通电导体棒ab置于倾角为θ的导轨上,如图所示.已知导体与导轨间的动摩擦因数为μ,在右图所加各种磁场中,导体均静止,则导体与导轨间摩擦力为零的可能情况是( )
正确答案
解析
解:A、杆子受竖直向下的重力、水平向右的安培力和垂直于斜面向上的斜面的支持力,若三个力平衡,则不受摩擦力,故A正确.
B、杆子受竖直向下的重力、竖直向上的安培力,若重力与安培力相等,则二力平衡,不受摩擦力,故B正确.
C、杆子受重力、竖直向下的安培力、支持力,要想处于平衡,一定受摩擦力,故C错误.
D、杆子受重力、水平向左的安培力,支持力,要想处于平衡,一定受摩擦力,故D错误.
故选:AB.
如图所示,质量为m的
型导线框abcd,其质量均匀分布,ab与cd长度均为l,宽度bc为s,导线框置于竖直向上的匀强磁场中,可绕水平轴MN转动,现给导线框通以MabcdN方向、电流强度为I的恒定电流,导线框由静止开始从竖直平面向纸外偏转,在达到最大角度为θ的过程中,安培力对导线框做的功为______;导线框最终静止时与竖直平面夹角为φ,则匀强磁场的磁感强度B为______.
正确答案
mgl(1-cosθ)
解析
解:通电导线处于匀强磁场,安培力恒定,但安培力大小无法确定,
根据动能定理,在达到最大角度为θ的过程中,则有:WF+WG=0-0;
所以WF=mgl(1-cosθ);
导线框最终静止时与竖直平面夹角为φ,则有,安培力、拉力与重力处于平衡状态,
根据力的平行四边形定则,则有:BIs=mgtanφ;
因此B=;
故答案为:mgl(1-cosθ);
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