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题型:简答题
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简答题

在匀强磁场中有一光滑斜面体倾角为θ,磁场方向垂直斜面向下,在斜面体上放置一根长为L,质量为m的导线,当通以如图所示方向的电流I后,导线恰能保持静止,求磁感应强度B的大小.

正确答案

解:根据共点力平衡有,受力分析如图,有:

FA=mgtan30°

又FA=BIL

解得:B=

答:磁感应强度B的大小

解析

解:根据共点力平衡有,受力分析如图,有:

FA=mgtan30°

又FA=BIL

解得:B=

答:磁感应强度B的大小

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简答题

(2015秋•晋中期末)如图所示,两根相同的轻质弹簧的劲度系数为k,静止吊起一根长为L、质量为m的匀质水平金属棒PQ,金属棒处于方向水平向外的匀强磁场中.当金属棒中通有由P端流向Q端的电流I时,弹簧的伸长量为x.重力加速度为g.求:

(1)金属棒所受安培力的大小和方向;

(2)该匀强磁场的磁感应强度的大小.

正确答案

解:(1)由左手定则可知,安培力竖直向下.由题意导体棒受重力、安培力和弹簧的拉力处于平衡状态,由共点力的平衡得:

mg+F=2kx

所以安培力:F=2kx-mg

(2)由安培力的公式:F=BIL,

解得:B=

答:(1)金属棒受安培力大小为2kx-mg,方向竖直向下;

(2)匀强磁场磁感应强度大小为

解析

解:(1)由左手定则可知,安培力竖直向下.由题意导体棒受重力、安培力和弹簧的拉力处于平衡状态,由共点力的平衡得:

mg+F=2kx

所以安培力:F=2kx-mg

(2)由安培力的公式:F=BIL,

解得:B=

答:(1)金属棒受安培力大小为2kx-mg,方向竖直向下;

(2)匀强磁场磁感应强度大小为

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简答题

如图,质量m=50g、长度L=10cm的铜棒,用长度也为L的两根轻软导线悬吊在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.5T;不通电时,线在竖直方向上,通入恒定电流后,棒向纸外偏转的最大角度θ=37°,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2.求:

(1)棒中电流的方向是向左还是向右向右    

(2)棒中电流多大.

正确答案

解:(1)安培力向外,磁场向上,根据左手定则,电流向右;

(2)对铜棒受力分析,受重力、绳的拉力、安培力,侧视图如图(从右向左看):

由共点力平衡条件可得:

Tsinθ=F=BIl

Tcosθ=mg

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.

解析

解:(1)安培力向外,磁场向上,根据左手定则,电流向右;

(2)对铜棒受力分析,受重力、绳的拉力、安培力,侧视图如图(从右向左看):

由共点力平衡条件可得:

Tsinθ=F=BIl

Tcosθ=mg

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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简答题

如图所示,在倾角为θ的光滑斜轨上,置有一通有电流I,长为L,质量为m的导体棒,电流方向如图所示,整个空间加一竖直向上匀强磁场(图中未画出),磁感应强度为B.

(1)若导体棒恰好能静止在斜轨上,则磁感应强度B为多大?

(2)若磁感应强度B偏小,导致导体棒无法平衡,求开始滑动的瞬间金属棒的加速度.(这是B为已知量)

正确答案

解:(1)欲使棒静止,则棒受三力平衡,当安培力的方向与沿斜面向上时,安培力最小,磁感应强度最小,

有:mgtanθ=BIl

解得:B=    

 (2)由牛顿第二定律,得:

mgsinθ-BILcosθ=ma

解得 a=gsinθ-,方向沿斜面向下.

答:(1)欲使棒静止在斜面上,外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值为     

(2)开始滑动的瞬间金属棒的加速度gsinθ-

解析

解:(1)欲使棒静止,则棒受三力平衡,当安培力的方向与沿斜面向上时,安培力最小,磁感应强度最小,

有:mgtanθ=BIl

解得:B=    

 (2)由牛顿第二定律,得:

mgsinθ-BILcosθ=ma

解得 a=gsinθ-,方向沿斜面向下.

答:(1)欲使棒静止在斜面上,外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值为     

(2)开始滑动的瞬间金属棒的加速度gsinθ-

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简答题

一根长为0.2m的金属棒放在倾角为θ=37°的光滑斜面上,并通以I=5A电流,方向如图所示,整个装置放在磁感应强度为B=0.6T,竖直向上的匀强磁场中,金属棒恰能静止在斜面上,求金属棒的质量m.

正确答案

解:金属棒受力如图所示,由平衡条件得:沿斜面方向有:

 Fcosθ=mgsinθ     

棒所受的磁场力为:F=BIL    

解得棒的质量为:m===0.08kg 

答:金属棒的质量m为0.08kg.

解析

解:金属棒受力如图所示,由平衡条件得:沿斜面方向有:

 Fcosθ=mgsinθ     

棒所受的磁场力为:F=BIL    

解得棒的质量为:m===0.08kg 

答:金属棒的质量m为0.08kg.

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