- 安培力
- 共3605题
(2015秋•临沂期中)如图,质量为m.长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于OO′,并处于匀强磁场中.当导线中通以沿x正方向的电流,且导线保持静止时,悬线与竖直方向夹角为θ.则磁感应强度方向可能为( )
正确答案
解析
解:逆向解题法.
A、磁感应强度方向为z正向,根据左手定则,直导线所受安培力方向沿y负方向,直导线不能平衡,所以A错误;
B、磁感应强度方向为y正向,根据左手定则,直导线所受安培力方向沿z正方向,根据平衡条件,当BIL刚好等于mg时,绳的拉力为零,所以B=,所以B正确;
C、当磁场沿x正方向时,磁场与电流平行,导线不受安培力,导线不可能向右偏转,悬线与竖直方向的夹角θ=0°,不符合题意,故C错误;
D、磁感应强度方向沿沿Z负方向时,根据左手定则,直导线所受安培力方向垂直于纸面向外,根据平衡条件:BIL=mgtanθ,得:B=,故可以,故D正确
故选:BD
间距为l的水平平行金属导轨间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B0,导轨足够长且电阻不计.完全相同的两根金属杆ab、cd质量均为m、电阻均为R,静止放在导轨上,间距也为l.t=0时刻起,cd杆的外力作用下开始向右匀加速直线运动,加速度大小保持a,t1时刻,ab杆开始运动.求:
(1)认为导轨与金属杆之间最大静摩擦力约等于滑动摩擦力,则最大静摩擦力多大?
(2)t1时刻外力的功率多大?
(3)若在t=0时刻起,B从B0开始随时间变化,可保持金属杆中没有感应电流,求出B随时间变化关系.
正确答案
解析
解:(1)ab开始运动时,受到的安培力等于摩擦力,
则有:
(2)根据功率的表达式,则有:
(3)经过任意t时间,都应满足
解得:
答:(1)认为导轨与金属杆之间最大静摩擦力约等于滑动摩擦力,则最大静摩擦力;
(2)t1时刻外力的功率;
(3)若在t=0时刻起,B从B0开始随时间变化,可保持金属杆中没有感应电流,B随时间变化关系:.
请画出安培力的方向
正确答案
解析
解:已知电流方向垂直向内,磁感应强度方向水平向右,根据左手定则,安培力竖直向下,如图所示:
答:如图所示.
一半圆形导体棒,置于如图所示的匀强磁场中,磁场与半圆所在的平面垂直,已知半圆的半径R=10cm,磁场的磁感应强度B=0.10T,棒中通有电流I=2A,则导体棒所受的安培力大小为______N,方向______.
正确答案
0.04
水平向右
解析
解:安培力的大小F=BIL=0.10×2×0.2N=0.04N,根据左手定则知,安培力的方向水平向右.
故答案为:0.04,水平向右.
如图所示,水平放置两平行金属导轨,相距0.25米,电池的电动势为6V(内阻不计),电阻r=5Ω,匀强磁场竖直向下,电键K闭合,横放在导轨的金属棒在磁场力作用下,由静止开始向右运动,设金属棒和导轨之间滑动摩擦力为f=0.15N,为了使金属棒的运动速度最大,磁感应强度B应为多大?此情形下棒的最大速度是多少?
正确答案
解析
解:初始时刻电流:I=;
要能由静到动,则:BIL>f;
故:B=
①
达到平衡状态时,有:
E-BLv=I′r (BLv为反电动势)
FA=BI′L
FA-f=0
联立,有:
故:
v==-12(
)2+12 ②
联立①②得到,当B=1T时,v有最大值,为12m/s;
答:为了使金属棒的运动速度最大,磁感应强度B应为1T,此情形下棒的最大速度是12m/s.
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