- 安培力
- 共3605题
如图所示,质量为m、边长为L的等边三角形abc导线框悬挂于水平轻杆一端,离杆左端1/3处有固定转轴O,杆另一端通过细线连接地面.导线框处于磁感应强度为B的匀强磁场中,且与磁场垂直.当线圈中逆时针电流为I时,bc边所受安培力的大小及方向是______;接地细线对杆的拉力为______.
正确答案
解析
解:bc边所示安培力大小F=BIL,
由左手定则可知,安培力的方向竖直向上;
由于导线框闭合,所受安培力为零,
因此导线框对杠杆的拉力等于其重力mg,
由力矩平衡条件可得:mg×L=F×
L,
则细线对杆的拉力F=;
故答案为:大小:BIL,方向:竖直向上;.
物理老师为了培养学生的创造性,让学生设计一个实验方案,检验出放在讲台上一只正在发光的白炽灯中通的是交流电?还是直流电?同学们设计出许多方案,其中一种是:拿一个蹄形磁铁靠近白炽灯,观察灯丝,通过现象进行判断.一位同学说“快拿磁铁来试一下”. 以下说法哪些项是正确的( )
正确答案
解析
解:A、如果发现灯丝弯曲,通的是直流电.故A错误;
B、通交流电时,灯丝中的电流大小方向作周期性变化,会发现灯丝颤动.故B错误;
C、D、就“快拿磁铁来试一下”这一过程而言,通过灯丝所发生的现象来判断电灯中电流特征,属于科学探究中的“实验验证”.故C正确,D错误.
故选:C.
磁流体推进船的动力来源于电流与磁场间的相互作用,其工作原理如下图所示,推进器矩形通道由四块板所围,通道长a=1.0m,宽b=0.20m,高c=0.08m,其中两侧面是金属板,上下两板为绝缘板.两金属板间所加电压为U=200V,且位于x=0处的金属板电势较高,通道内部可视为匀强电场.试求:
(1)匀强电场的场强大小;
(2)若在通道内灌满海水(导体),海水的电阻率ρ=0.22Ω•m,两金属板间海水的电阻R为多大?(已知导体电阻,式中ρ是导体的电阻率,l是导体的长度,S是导体的横截面积)
(3)若船静止时通道内灌满海水,并在通道内沿z轴正方向加B=8.0T的匀强磁场,求这时推进器对海水推力的大小和方向.
正确答案
解析
解:(1)沿x方向,E=;
(2)视ac面为导体的横截面积,b为导体的长度,根据所给的规律得;
(3)
对海水推力 F=BIb=8.0×363.64×0.20N≈582.0N
根据左手定则,F的方向沿-y方向;
答:(1)匀强电场的场强大小为1000V/m;
(2)两金属板间海水的电阻R为0.55Ω;
(3)推进器对海水推力的大小为363.64N,方向沿-y方向.
如图所示,一根长度为L的均匀金属杆用两根劲度系数为K的轻弹簧水平悬挂在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里.当金属棒中通有由左向右电流I时,两根轻弹簧比原长缩短△x后金属杆平衡,保持电流大小不变,方向相反流过金属杆时,两弹簧伸长△x后金属杆平衡,求匀强磁场的磁感应强度B为多大?
正确答案
解析
解:根据安培力和力的平衡条件有(设棒的重力为mg):
当电流方向由左向右时:BIL=2K△x+mg
当电流方向由右向左时:BIL+mg=2K△x
将重力mg消去得:B=
答:匀强磁场的磁感应强度B为
(2015秋•承德期末)如图所示,两根相同的直导线用四根长度均为l的绝缘细线悬挂于O、O′两点,OO′连线水平,ab、cd两直导线中通有大小相等的电流,静止时绝缘细线与竖直方向的夹角均为θ.已知直导线在周围产生的磁场的磁感应强度B=k
,式中k为常数,I是导线中电流(其大小未知),r为点到导线的距离.重力加速度为g,导线cd中电流的方向沿x轴正方向,两直导线的质量均为m,长度均为L.判断导线ab中电流的方向,并求出电流I的大小.
正确答案
解析
解:根据平行同向电流互相吸引,反向电流互相排斥可以知道,两道线互相排斥,所以两导线中的电流方向一定相反,故电流方向由a到b,沿x轴负方向
对导体棒cd受力分析可得mgtanθ=F安,ab棒在cd的场强为B=,
F安=BIL
联立解得
答:导线ab中电流的方向沿x轴负方向,并求出电流I的大小为
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