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题型:填空题
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填空题

实验证明:通电长直导线周围磁场的磁感应强度大小为B=,式中常量k>0,I为电流强度,r为距导线的距离.在水平长直导线MN正下方,有一矩形线圈abcd通以逆时针方向的恒定电流,被两根轻质绝缘细线静止地悬挂着,如图所示.开始时MN内不通电流,此时两细线内的张力均为T0=3N;当MN通以强度为I1=1A电流时,两细线内的张力均减小为T1=2N;当MN内电流强度大小变为I2时,两细线内的张力均增大为T2=4N.则电流I2的大小为______A;当MN内的电流强度为I3=3A时两细线恰好同时断裂,则在此断裂的瞬间线圈的加速度大小为______ g.(g为重力加速度)

正确答案

1

2

解析

解:当MN通以强度为I1=1A电流时,两细线内的张力均减小为T1=2N,则知此时线框所受的安培力的合力方向竖直向上,则ab边所受的安培力向上,cd边所受安培力方向向下,知磁场方向垂直纸面向里,则I1方向向左.

当MN内不通电流时,根据线框处于平衡状态有:2T0=mg…①

设线框中电流为i,ab、cd的长为L.

当MN通以强度为I1=1A电流时,根据题意可知:ab所受安培力为:F1=iL…②

cd所受安培力为:F2=iL…③

此时两细线内的张力均减小为T1,则有:

 2T1+(F1-F2)=mg…④

当MN内电流强度大小变为I2时,两细线内的张力均增大为T2=4N.则有:2T2+(-)iL=mg…⑤

由①~⑤联立解得:I2==A=-1A,负号表示电流方向向右.

当MN内的电流强度为I3=3A时两细线恰好同时断裂,说明电流方向向右.

在此断裂的瞬间线圈,根据牛顿第二定律得:mg+(-)iL=ma ⑥

由①②③④⑥联立解得 a=[1+]g=(1+)g=2g,即在此断裂的瞬间线圈的加速度大小为2g.(g为重力加速度)

故答案为:1,2.

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题型:简答题
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简答题

如图光滑平行导轨倾角为θ=37°,处在磁感应强度为B=5T方向竖直向下的匀强磁场中,若电源的电动势E=6V、内阻r=1Ω,定值电阻R=2Ω,其余电阻不计,将质量为m=1kg、长度L=70cm的导体棒由静止释放,求导体棒释放瞬间加速度大小和方向?若改变磁场大小使导体棒处于静止状态,则磁感应强度为多少?

正确答案

解析

解:受力分析如图所示,导体棒受重力mg、支持力FN和安培力F,由牛顿第二定律:

mgsinθ-Fcosθ=ma

合力方向沿导轨平面向下

安培力F=BIL

电流

解得a=0.4m/s2,方向沿导轨平面向下;

若改变磁场大小使导体棒处于静止状态,根据二力平衡有

mgsinθ=Fcosθ

其中安培力F=B1IL

解得B1=T

答:导体棒释放瞬间加速度大小为0.4m/s2,方向沿导轨平面向下;

若改变磁场大小使导体棒处于静止状态,则磁感应强度为T.

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题型: 单选题
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单选题

与磁场方向垂直的通电直导线受到的磁场作用力的大小是F=BIL,磁场作用力的方向是(  )

A跟电流方向垂直,跟磁场方向垂直

B跟电流方向垂直,跟磁场方向平行

C跟电流方向平行,跟磁场方向垂直

D跟磁场方向相同

正确答案

A

解析

解:根据左手定则可知,安培力垂直于电流与磁场所决定的平面,故跟电流方向垂直,跟磁场方向垂直,故A正确;

故选:A

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题型:简答题
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简答题

如图所示,质量为m=50g,长l=10cm的铜棒,用长度相等的两根轻软导线悬吊在竖直向上的匀强磁场中,导线跟铜棒的接触良好,磁感应强度B=0.5T.当导线中通入某恒定电流后,铜棒恰能偏离竖直方向θ=37°而保持静止状态,求铜棒中所通恒定电流的大小和方向.(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10N/kg)

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=mgtan37°,

解得:I===7.5A.    

答:(1)导体中应通以由a向b的电流.

(2)电流的大小是7.5A.

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题型: 单选题
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单选题

(2015秋•满城县校级月考)两通电直导线的电流方向分别为a→b,c→d,两导线垂直但不相交,ab水平放置,可自由移,cd竖直放置且固定不动,如图所示.通电后(  )

Aab将顺时针转动,同时靠近cd

Bab将逆时针转动,同时靠近cd

Cab将顺时针转动,同时远离cd

Dab将逆时针转动,同时远离cd

正确答案

B

解析

解:电流cd产生的磁场在右边垂直纸面向里,在左边垂直纸面向外,在ab左右两边各取一小电流元,根据左手定则,左边的电流元所受的安培力方向向下,右边的电流元所受安培力方向向上,知ab导线逆时针方向转动;

考虑特殊位置,当ab导线转过90°时,两电流为同向电流,相互吸引,所以导线ab逆时针方向转动,同时靠近导线cd.故B正确,ACD错误.

故选:B.

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