- 安培力
- 共3605题
如图甲所示,上端为S极、下端为N极,把一个圆形玻璃皿放入磁场中,玻璃皿的中心放一个圆柱形电极P,沿边缘内壁放一个圆环形电极Q,然后在玻璃中放入含正、负离子的导电溶液.图2是俯视图,若将电极与电源相连,则溶液中离子的运动情况是( )
正确答案
解析
解:A、若P接电源正极、Q接电源负极,在电场作用下,正离子沿半径向边缘运动,同时由于磁场的作用,根据左手定则得正离子沿顺时针作圆周运动;故A正确;
B、在电场作用下,负离子沿半径向中心运动,同时由于磁场的作用,根据左手定则得负离子沿顺时针作圆周运动.故B错误;
C、D、若P接电源负极、Q接电源正极,正离子沿半径向圆心运动,同时由于磁场的作用,根据左手定则得正离子沿逆时针方向旋转;同理,负离子同样沿逆时针方向旋转.故C正确,D错误.
故选:AC
如图所示,在倾θ=30°的绝缘斜面上,固定一L=0.25m的平行金属导轨,在导轨上端接入电源和滑动变阻器,电源电动E=12V,内r=1Ω,一质m=20g的金属ab与两导轨垂直并接触良好,整个装置处于磁感应强B=0.8T,方向垂直于斜面向上的匀强磁场中.金属导轨光滑,导轨与金属棒的电阻不计,g=10m/s2,要保持金属棒在导轨上静止,求:
(1)请画出金属棒受力分析图并计算通过金属棒的电流.
(2)滑动变阻器R接入电路中的阻值.
正确答案
解析
解:
(1)对金属棒进行受力分析如图所示,可得:
F=mgsin30°=BIL
代入数据解得:I=0.5A
(2)设变阻器接入电路的阻值为R,根据闭合电路
欧姆定律可得:
E=I(R+r)
代入数据解得:R=23Ω
答:(1)金属棒受力分析如右图所示,则通过金属棒的电流为0.5A.
(2)滑动变阻器R接入电路中的阻值为23Ω.
把一小段长度为1m的直导线,放置在磁感应强度为0.1T的匀强磁场中,当通电电流为5A时,该直导线受到的安培力F为( )
正确答案
解析
解:当磁场和电流的方向垂直的时候,安培力的大小最大,
所以最大值为F=BIL=0.1×5×1N=0.5N,所以直导线受到的安培力F可能的是F≤0.5N,所以A正确.
故选A.
如图所示,在磁感应强度B=30T竖直向上的匀强磁场中,有以质量为m=500g,长l=10cm的通电金属棒ab,在两根与竖直方向的夹角θ=53°的轻软导线的悬吊下处于静止状态.
(1)判断棒中恒定电流的方向;
(2)求棒中恒定电流大小.(g=10m/s2)
正确答案
解析
解:(1)导体棒内通以恒定电流后,棒向外偏转,可知棒受到的安培力向外,由左手定则可知,导体中应通以由a向b的电流.
(2)对导体棒受重力,绳的拉力,安培力,侧视图如图(从右向左看),由图可得:
BIL=mgtan53°
解得:I=2.22A
答:(1)判断棒中恒定电流的方向为由a向b;
(2)棒中恒定电流大小2.22A.
质量为m=0.01kg的通电细杆ab置于倾角为θ=37°的平行放置的导轨上,导轨的宽度d=0.2m,杆ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.4,磁感应强度B=2T的匀强磁场与导轨平面垂直且方向向下,如图所示.现调节滑动变阻器的触头,试求出为使杆ab静止不动,通过ab杆的电流范围为多少?(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
正确答案
解析
解:当电流较大时,导体有向上的运动趋势,所受静摩擦力向下,当静摩擦力达到最大时,磁场力为最大值F1,此时通过ab的电流最大为Imax;同理,当电流最小时,应该是导体受向上的最大静摩擦力,此时的安培力为F2,电流为Imin.
正确的画出两种情况下的受力图如图所示,
由平衡条件根据图甲列式如下:
F1=mgsinθ+Ff1,
Ff1=μmgcosθ,
F1=BImaxd,
解得:Imax=0.23A
根据图乙:F2=mgsinθ-Ff2,
Ff2=μmgcosθ,
F2=BImind
解得:Imin=0.07A
则通过ab杆的电流范围为:0.07A≤I≤0.23A
答:通过ab杆的电流范围为:0.07A≤I≤0.23A.
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