- 安培力
- 共3605题
电磁炮是一种理想的兵器,它的主要原理如图所示.1982年澳大利亚制成了能把2.2kg的弹体(包括金属杆EF的质量)加速到10km/s的电磁炮(常规炮弹的速度约为2km/s).若轨道宽为2m,长100m,通过的电流为10A,则轨道间所加匀强磁场的磁感强度为多大?磁场力的最大功率为多大?(轨道摩擦不计)
正确答案
解析
解:
(1)由运动学2ax=v2-v02可得弹体的加速度为:
;
安培力为F=BIL,进而由牛顿第二定律可得:
BIL=ma
解得:B=;
(3)速度最大时磁场力的功率最大:Pm=Fv=BILv=5.5×104×10×2×10×103W=1.1×1010W.
答:
(1)轨道间所加匀强磁场的磁感应强度为55T;
(2)磁场力的最大功率为1.1×1010W.
如图所示,两金属杆AB和CD长均为L,电阻均为R,质量分别为3m和m.用两根质量和电阻均可忽略的不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路,并悬挂在水平、光滑、不导电的圆棒两侧.在金属杆AB下方有高度为H的匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向与回路平面垂直,此时,CD处于磁场中.现从静止开始释放金属杆AB,经过一段时间,AB即将进入磁场的上边界时,其加速度为零,此时金属杆CD尚未离开磁场,这一过程中杆AB产生的焦耳热为Q.则
(1)AB棒即将进入磁场的上边界时的速度v1多大?
(2)此过程中金属杆CD移动的距离h和通过导线截面的电量q分别是多少?
正确答案
解析
解:(1)AB棒达到磁场边界时,加速度为零,系统处于平衡状态,
对AB棒3mg=2T
对CD棒2T=mg+BIL
又
解得
(2)根据能量守恒得,
解得
通过导线截面的电量.
答:(1)AB棒即将进入磁场的上边界时的速度;
(2)此过程中金属杆CD移动的距离为;通过导线截面的电量为
.
如图所示,在倾角为α的光滑斜面上,垂直纸面放置一根长为L、质量为m的之导体棒,在导体棒中的电流I垂直纸面向里时,欲使导体棒静止在斜面上,下列外加匀强磁场的磁感应强度B的方向正确的是( )
正确答案
解析
解:A、磁场方向垂直斜面向下,受到重力,支持力,沿斜面向下的安培力,故不能处于静止状态,故AC错误;
B、磁场方向垂直斜面向下,受到重力,支持力,沿斜面向上的安培力,根据共点力平衡可知mgsinα=BIL,故B=,故B正确,D错误;
故选:B
(2015秋•天津校级期末)如图所示,A为一水平旋转的橡胶盘,带有大量均匀分布的负电荷,在圆盘正上方水平放置一通电直导线,当圆盘高速绕中心轴OO′转动时,(电流方向和转动方向如图所示).通电直导线所受磁场力的方向是( )
正确答案
解析
解:带电圆盘如图转动时,形成逆时针方向的电流,根据右手螺旋定则可知,在圆盘上方形成的磁场方向竖直向上,根据左手定则,伸开左手,让四指和电流方向一致,磁感线穿过手心,则大拇指指向纸面内侧,因此安培力的方向水平向里,故ABD错误,C正确.
故选C.
一种电流表的原理图如图所示,用两根完全相同的绝缘轻弹簧将长度L=0.25m的细金属棒MN悬挂起来,两根弹簧的劲度系数均为k=2.0N/m,金属棒MN水平,两弹簧平行且竖直.已知矩形区域abcd内存在匀强磁场,磁感应强度大小B=0.20T,方向垂直纸面向外,且ab长度为0.20m、bc长度为0.05m,与MN的右端N连接的绝缘轻指针可指示标尺上的读数.当金属棒MN中没有电流通过且处于平衡状态时,MN与矩形区域的cd边重合且指针指在标尺上的零刻度线处;当金属棒MN中有电流通过时,指针示数可表示金属棒MN中的电流强度,则关于这个电流表以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、为使电流表正常工作,作用于通有电流的金属棒MN的安培力必须向下.跟左手定则可知金属棒中电流从M端流向N端.故A正确,B错误;
C、在cd位置时,重力和弹力平衡,电流越大,MN受到的安培力越大,向下的位移越大,电流最大时,MN与ab重合,MN位移为x,由受力平衡可得:
BILab=kx
解得:
故CD错误
故选:A
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