- 安培力
- 共3605题
如图所示,在匀强磁场中放置通有相同电流的三条导线甲、乙、丙,三条导线的形状不同,但每条导线的两端点间的距离相同,且导线均与磁场方向垂直,关于三条导线所受磁场力合力大小的比较,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:采用微元法,将电流分成n段,将每一段电流元IL沿着水平和竖直方向正交分解,水平分量相等,竖直分量的合矢量为零,故安培力的大小相同.
故选:D.
如图所示,一根有质量的金属棒MN,两端用细软导线连接后悬挂于a、b两点.棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中,棒中通有电流,方向从M流向N,此时悬线上有拉力.为了使拉力等于零,可以采取下列哪些措施( )
正确答案
解析
解:棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中,棒中通有电流,方向从M流向N,根据左手定则可得,安培力的方向竖直向上,由于此时悬线上有拉力,为了使拉力等于零,则安培力必须增加.所以适当增加电流强度,或增大磁场均可以;故ACD错误,B正确;
故选:B
将一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中,如图能正确反映各量间关系的是( )
正确答案
解析
解:A I增大,F也会增大.故A错误
B B由磁场本身主决定,不受F的影响.故B正确
C F与Il成正比.故C正确
D B由磁场本身主决定,不受IL的影响.故D错误
故选:BC
如图所示,导体棒ab质量为0.10kg,用绝缘细线悬挂后,恰好与宽度为50cm的光滑水平导轨良好接触,导轨上还放有质量为0.20kg的另一导体棒cd,整个装置处于竖直向上的匀强磁场中.将ab棒向右拉起0.80m高,无初速释放,当ab棒第一次经过竖直位置向左摆起的瞬间,cd棒获得的速度是0.50m/s.在ab棒第一次经过竖直位置的过程中,通过cd棒的电荷量为1C.空气阻力不计,重力加速度g取10m/s2,求:
(1)ab棒向左摆起的最大高度;
(2)匀强磁场的磁感应强度;
(3)此过程中回路产生的焦耳热.
正确答案
解析
解:(1)ab棒下落过程中,切割磁感线,产生感应电动势,但没有感应电流,ab棒在向下的过程中,只有重力做功,即机械能守恒,则得:mabgh1=
ab棒向左经过最低点前瞬间的速度:v1==
m/s=4m/s.
当ab运动到最低点的瞬间,回路产生感应电流,磁场对ab、cd棒均有安培力作用,又因为系统在水平方向上合外力为零,即动量守恒.
设ab棒经过最低点后瞬间的速度大小为v1′,选向左的方向为正,根据两棒组成的系统动量守恒得:
mabv1=mabv1′+mcdv2′
解得:v1′=3m/s.
设ab棒向左摆起的最大高度为h2,在向左摆动的过程中,ab棒的机械能守恒,则得:mabgh2=
则得:h2=0.45m
(2)设匀强磁场的磁感应强度为B,棒通电时间为△t,对cd棒由动量定理有:BIL•△t=mcdv2′
又I•△t=q,由题意 q=1C
解得:B=0.2T
(3)根据能量守恒定律知,系统动能的减小量等于回路中产生的焦耳热.
Q=-
-
=
×0.1×16-
×0.1×9-
×0.2×0.52=0.325J.
答:
(1)ab棒向左摆起的最大高度为0.45m;
(2)匀强磁场的磁感应强度为0.2T;
(3)此过程中回路产生的焦耳热为0.325J.
在赤道上有一根东西方向放置的长为L的通电导线通以向东的电流大小为I,地磁场的磁感应强度B,则导线受力大小为______方向为______.
正确答案
BIL
竖直向上
解析
解:磁场的方向与电流的方向垂直,则安培力为:F=BIL;
根据左手定则,安培力的方向竖直向上;
故答案为:BIL,竖直向上.
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