- 安培力
- 共3605题
图中装置可演示磁场对通电导线的作用.电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨,L是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆.当电磁铁线圈两端a、b,导轨两端e、f,分别接到两个不同的直流电源上时,L便在导轨上滑动.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由安培定则与左手定则可知,若a接正极,b接负极,e接正极,f接负极,L所受安培力向左,L向左滑动,故A错误;
B、由安培定则与左手定则可知,若a接正极,b接负极,e接负极,f接正极,L受到的安培力向右,L向右滑动,故B正确;
C、由安培定则与左手定则可知,若a接负极,b接正极,e接正极,f接负极,L所受安培力向右,L向右滑动,故C错误;
D、由安培定则与左手定则可知,若a接负极,b接正极,e接负极,f接正极,L所受安培力向左,则L向左滑动,故D正确;
故选BD.
倾角为的光滑斜面上,水平放一导体棒a,整个装置处于匀强磁场B中,如图所示.今在导体棒a中通以垂直纸面向里的电流I.
(1)若导体受的力沿斜面向上,则磁场方向应怎样?
(2)若要求导体能静止在斜面上,则所加磁场的最小值为多少特?
(3)若要求导体静止且对斜面的压力为零,则所加磁场的磁感强度B为多少特?方向如何?
正确答案
解析
解:(1)由左手定则知磁场方向应是垂直斜面向上.
(2)要保持导体棒在斜面上静止,导体棒受力必须平衡,如图,作出磁感应强度B在三个不方向时力的合成图,由图看出,
当安培力与N垂直时有最小值Fmin=mgsinθ,得:B=;
由左手定则判断磁场方向应是垂直斜面向上.
(3)根据二力平衡有:F=mg
即BIL=mg
得:B=
由左手定则知B的方向应是水平向左.
答:(1)若导体受的安培力沿斜面向上,则磁场方向应垂直斜面向上
(2)若要求导体能静止在斜面上,则所加磁场的磁感强度B最小值为,B的方向应是垂直斜面向上.
(3)若要求导体静止且对斜面的压力为零,则所加磁场的磁感强度B为,方向水平向左.
如图所示,水平放置的光滑金属导轨M、N平行地置于匀强磁场中,间距为d,磁场的磁感强度大小为B,方向与导轨平面夹角为α,金属棒ab的质量为m,放在导轨上且与导轨垂直.电源电动势为E,定值电阻的阻值为R,其余部分电阻不计.求开关闭合后:
(1)导轨对棒ab的支持力大小;
(2)棒ab的加速度大小.
正确答案
解析
解:由题意知,电键闭合时,导体棒中通过的电流方向是从a到b,根据左手定则知,导体棒受到的安培力方向如图所示
因为导体棒受三个力作用下在水平方向运动,故导体棒在竖直方向根据共点力平衡可知FN-mg-Fcosα=0
由题意得:F=BIL
则导体棒所受的合力F合=F合x=Fsinα
根据牛顿第二定律,棒产生的加速度
在电路中,根据闭合电路欧姆定律知,通过导体棒的电流大小
所以导体棒的支持力为FN=mg+BILcosα=
导体棒产生的加速度a=
答:(1)导轨对棒ab的支持力大小为;
(2)棒ab的加速度大小为
如图所示为一种自动跳闸的闸刀开关,O是转动轴,A是绝缘手柄,C是闸刀卡口,M、N接电源线,闸刀处于垂直纸面向里的匀强磁场中,当MN通电后,闸刀开关会自动跳开.则要使闸刀开关能跳开,CO中通过的电流的方向为( )
正确答案
解析
解:
AB、当MN通电后,闸刀开关会自动跳开,可知安培力应该向左,由左手定则判断,电流方向O→C,故A错误,B正确.
CD、若磁场方向改为平行纸面向上,电流方向O→C,无论同什么样的电流,闸刀都不可能受向左的安培力,故CD错误.
故选:B
质量为m长度为l的导体棒MN静止于水平导轨上.通过MN的电流强度为I,匀强磁场的磁感应强度为B,其方向与导轨平面呈θ斜向上,如图所示.求:
(1)安培力的大小和方向;
(2)MN受到的支持力和摩擦力.
正确答案
解析
解:(1)有左手定则,安培力大小FA=BIl,方向垂直于磁场方向斜向上
(2)根据平衡条件得:
G+FAcosθ=N…①
f=FAsinθ…②
由①得:N=G-FAcosθ=mg-BIlcosθ
由②得:f=BIlsinθ
答:(1)安培力的大小和方向分别为BIL,方向垂直于磁场方向斜向上
(2)MN受到的支持力和摩擦力分别为mg-BIlcosθ,BIlsinθ
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