- 安培力
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(2015秋•洛阳校级月考)如图所示,在与水平方向成60°角的光滑金属导轨间连一电源,在相距1m的平行导轨上放一重为3N的金属棒ab,棒上通以3A的电流,磁场方向竖直向上,这时棒恰好静止,则:匀强磁场的磁感应强度B为______,ab棒对导轨的压力为______.
正确答案
T
6N
解析
解:棒静止时,受力如图:
则有:F=Gtan60°
即BIL=Gtan60°
解得:B==
=
T.
ab棒对导轨的压力与FN大小相等.
FN==
=6N
故答案为:T,6N.
如图所示,光滑平行金属导轨PQ、NM相距L,与水平面成θ角,处于垂直于导轨平面的匀强磁场中,QM间连一电源;质量为m的金属导体棒ab垂直导轨放置,当ab中的电流为I时,恰好处于静止状态.则磁感应强度的方向和大小为( )
正确答案
解析
解:根据平衡条件,安培力F=mgsinθ,方向平行于斜面向上,
由左手定则知磁场方向垂直于导轨平面向上,
结合安培力公式:BIL=mgsinθ
得:B=
故选:A.
通电直导线I与通电闭合线框abcd在同一平面内,如图所示.不计重力,若直导线固定,那么闭合线框将( )
正确答案
解析
解:由右手螺旋定则判断出直导线的磁场,导线框在直导线右边,所处的磁场方向垂直纸面向里.
由左手定则判断导线框四边的受力情况,上下两边大小相等,方向相反,左右两边方向也相反,但由于导线周围磁感应强度的大小与它到导线的距离成反比,导线框左边受力比右边受力大,合力向右,所以导线框向右运动远离通电长直导线.故C正确,ABD错误.
故选:C.
如图所示,在磁感应强度B=1.0T,方向竖直向下的匀强磁场中,有一个与水平面成θ=37°的导电滑轨,滑轨上放置一个可自由移动的金属杆ab,ab杆水平放置.已知接在滑轨中的电源电动势E=12V,内阻不计.导轨间距L=0.5m,质量m=0.2kg,杆与滑轨间的动摩擦因数μ=0.1,滑轨与ab杆的电阻忽略不计.求:要使ab杆在滑轨上保持静止,滑动变阻器R的阻值在什么范围内变化?(g取10m/s2,sin37°=0.6)
正确答案
解析
解:分析画出ab杆在恰好不下滑和恰好不上滑这两种情况下的受力分析,如图所示.
当ab杆恰好不下滑时,如图甲所示.
由平衡条件得沿斜面方向:
mgsinθ=μFN1+F安1cosθ,①
垂直斜面方向:
FN1=mgcosθ+F安1sinθ,②
而F安1= ③
由①②③式,得R1=5Ω
当ab杆恰好不上滑时,如图乙所示.由平衡条件得
沿斜面方向:
mgsinθ+μFN2=F安2cosθ,④
垂直斜面方向:
=mgcosθ+F安2sinθ
而F安2=
由④⑤⑥式,解得:R2=3Ω
所以,要使ab杆保持静止,R的取值范围是3Ω≤R≤5Ω
答:滑动变阻器R的阻值在3Ω≤R≤5Ω范围内变化.
将长0.5m通过4A电流的通电导线放在匀强磁场中,当导线和磁场方向垂直时,通电导线所受磁场力为0.3N,则匀强磁场的磁疗感应强度B大小为______T,若将通电导线中的电流减为2A,则这时匀强磁场的B为______T,导线受安培力为______N.
正确答案
0.15
0.15
0.15
解析
解:根据F=BIL得,匀强磁场的磁感应强度为:
B==
=0.15T
当电流减小时,磁感应强度不变,仍为:
B=0.15T
则导线所受的安培力为:
F=BI′L=0.15×2×0.5N=0.15N
故答案为:0.15,0.15,0.15.
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