- 安培力
- 共3605题
(2014秋•青州市校级期末)如图所示,PQ和MN为水平、平行放置的金属导轨,相距1m,导体棒ab跨放在导轨上,棒的质量m=0.2kg,棒的中点用细绳经滑轮与物体相连,物体质量M=0.3kg,棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5,匀强磁场的磁感应强度B=2T,方向竖直向下,为了使物体匀速上升,应在棒中通入多大的电流?方向如何?
正确答案
解析
解:导体棒的最大静摩擦力大小为fm=0.5mg=1N,M的重力为G=Mg=3N,则fm<G,要保持导体棒匀速上升,则安培力方向必须水平向左,则根据左手定则判断得知棒中电流的方向为由a到b.
根据受力分析,由平衡条件,则有F安=T+2f=BIL,
所以=
=2.5A;
答:为了使物体匀速上升,应在棒中通入2.5A的电流,流过棒的电流方向为由a到b.
ab、cd为两根相距离2m的平行金属导轨,水平放置在竖直向下的匀强磁场中,一根质量为3.6kg的金属体,当通以5A的电流时,金属棒沿导轨做匀速直线运动,当金属棒中电流达到10A时,金属棒的加速度为2.5m/s2.求:匀强磁场中的磁感应强度B的大小.
正确答案
解析
解:金属棒做匀速直线运动时,由平衡条件有:F1=I1LB
由于受力平衡,金属棒与导轨间摩擦力F等于其安培力F1
即:F=F1=I1LB
当电流达到10 A时,F2=I2LB=2F1
根据牛顿第二定律有:F2-F=ma
由以上各式可得:B=0.9 T
答:匀强磁场中的磁感应强度B的大小为0.9T
长度为L的通电导体棒,水平放在光滑绝缘斜面上,整个装置处在如图所示的匀强磁扬中,在以下四种情况下,导体棒可能静止在斜面上的是( )
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,若三个力平衡则静止,故A正确;
B、杆子受重力、水平向左的安培力,支持力,合力不为零,故B错误;
C、导体棒受重力、沿斜面向下的安培力,垂直与斜面斜向上的支持力,由共点力平衡可知,C错误;
D、导体棒受重力、竖直向下的安培力、垂直与斜面斜向上的支持力,由共点力平衡可知,D错误;
故选:A
如图所示,光滑的水平桌面处在方向竖直向下的匀强磁场中,桌面上平放着一根一端开口、内壁光滑的绝缘细管,细管封闭端有一带电小球,小球直径略小于管的直径,细管的中心轴线沿y轴方向.在水平拉力F作用下,试管沿x轴方向匀速运动,带电小球能从细管口处飞出.带电小球在离开细管前的运动过程中,关于小球运动的加速度a、沿y轴方向的速度vy、拉力F以及管壁对小球的弹力做功的功率P随时间t变化的图象分别如图所示,其中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、在x轴方向上的速度不变,则在y轴方向上受到大小一定的洛伦兹力,根据牛顿第二定律,小球的加速度不变.故A错误.
B、在y轴方向做匀加速直线运动,速度均匀增大.故B错误.
C、管子在水平方向受到拉力和球对管子的弹力,球对管子的弹力大小等于球在x轴方向受到的洛伦兹力大小,在y轴方向的速度逐渐增大,则在x轴方向的洛伦兹力逐渐增大,所以F随时间逐渐增大.故C错误.
D、管壁对小球的弹力等于小球在x轴方向受到的洛伦兹力,大小随时间均匀增大,根据P=Fv,知弹力做功的功率P随时间t均匀增大.故D正确.
故选D.
如图所示,用细绳悬于O点的可自由转动的通电导线AB放在蹄形磁铁的上方,当导线中通以图示方向电流时,从上向下看,AB的转动方向( )
正确答案
解析
解:画出蹄形磁铁的磁感线分布,如图,由于导线左右两侧所在磁场方向相反,所受的安培力方向相反,所以将整个导线分成左右两段研究,根据左手定则判断得知:左半段所受的安培力方向垂直纸面向外,右半段所受安培力的方向垂直纸面向内,从上往下看,导线将逆时针转动;
考虑转动90°时的特殊位置的情况:导线所受的安培力方向向下,所以若没有细绳,导线将逆时针转动,同时下降.故B正确,A、C、D错误.
故选:B
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