安培力_章节学习

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题型：简答题

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简答题

如图所示，在倾角为θ的斜面上，固定一宽度为L的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器R．电源电动势为E，内阻为r，一质量为m的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好．整个装置处于磁感应强度为B、垂直于斜面向上的匀强磁场中（导轨与金属棒的电阻不计）．金属导轨是光滑的，要保持金属棒在导轨上静止，求：

（1）通过金属棒的电流的大小；

（2）此时滑动变阻器R接入电路中的阻值大小．

正确答案

解：（1）金属棒静止在金属导轨上受到重力、支持力和沿斜面向上的安培力而平衡，根据平衡条件，有：

F安=mgsinθ

由于F安=BIL，故：

I= ①

（2）设滑动变阻器接入电阻为R，根据闭合电路欧姆定律，有：

I= ②

联立①②解得：

R=

答：（1）通过金属棒的电流的大小为；

（2）此时滑动变阻器R接入电路中的阻值大小为．

解析

解：（1）金属棒静止在金属导轨上受到重力、支持力和沿斜面向上的安培力而平衡，根据平衡条件，有：

F安=mgsinθ

由于F安=BIL，故：

I= ①

（2）设滑动变阻器接入电阻为R，根据闭合电路欧姆定律，有：

I= ②

联立①②解得：

R=

答：（1）通过金属棒的电流的大小为；

（2）此时滑动变阻器R接入电路中的阻值大小为．

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题型：简答题

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简答题

匀强磁场中有一段长为0.4m的直导线，它与磁场方向垂直，当导线中通有1A的电流时，导线受到的安培力大小为0.8N，求：

（1）磁场的磁感应强度B是多少？

（2）当导线缩短一半，电流变为3A时，磁场的磁感应强度B又是多少？导线所受的安培力是多少？

正确答案

解：（1）根据左手定则知，导线所受的安培力方向竖直向下．

根据F=BIL得，B== T=2T．

（2）当导线缩短一半，电流变为3A时，磁场的磁感应强度B不变，仍为2T，

根据F=BIL得，安培力为F=2×3×0.2N=1.2N．

答：（1）磁场的磁感应强度B是2T；

（2）当导线缩短一半，电流变为3A时，磁场的磁感应强度B仍是2T，导线所受的安培力是1.2N．

解析

解：（1）根据左手定则知，导线所受的安培力方向竖直向下．

根据F=BIL得，B== T=2T．

（2）当导线缩短一半，电流变为3A时，磁场的磁感应强度B不变，仍为2T，

根据F=BIL得，安培力为F=2×3×0.2N=1.2N．

答：（1）磁场的磁感应强度B是2T；

（2）当导线缩短一半，电流变为3A时，磁场的磁感应强度B仍是2T，导线所受的安培力是1.2N．

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题型：简答题

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简答题

在磁感应强度是4.0×10-2T的匀强磁场里，有一条与磁场方向垂直，长8cm的通电导线ab（如图所示），通电导线ab所受的安培力是1.0×10-2N，方向垂直纸面指向外，求导线中电流的大小和方向．

正确答案

解：由F=BIl得：

I== A=3.125 A

由左手定则判定电流方向由b到a．

答：电流的大小为3.125A，方向由b到a．

解析

解：由F=BIl得：

I== A=3.125 A

由左手定则判定电流方向由b到a．

答：电流的大小为3.125A，方向由b到a．

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题型：简答题

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简答题

如图所示，在倾角θ=30°的绝缘斜面上，固定一宽L=0.25m的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器R，电源电动势E=12V，内阻r=1Ω，一质量m=20g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好，整个装置处于磁感应强度B=0.80T，垂直于斜面向上的匀强磁场中．金属导轨光滑，导轨与金属棒的电阻不计，取g=10m/s2，要保持金属棒在导轨上静止，求：

（1）金属棒所受到的安培力．

（2）通过金属棒的电流．

（3）滑动变阻器R接入电路中的阻值．

正确答案

解：（1）作出金属棒的受力图，如图．

则有F=mgsin30°

解得：F=0.1N

（2）根据安培力公式F=BIL得

得I===0.5A

（3）设变阻器接入电路的阻值为R，根据闭合电路欧姆E=I（R+r）

解得R=-r=-1=23Ω

答：（1）金属棒所受到的安培力为 0.1N；

（2）通过金属棒的电流为0.5A；

（3）滑动变阻器R接入电路中的阻值为23Ω．

解析

解：（1）作出金属棒的受力图，如图．

则有F=mgsin30°

解得：F=0.1N

（2）根据安培力公式F=BIL得

得I===0.5A

（3）设变阻器接入电路的阻值为R，根据闭合电路欧姆E=I（R+r）

解得R=-r=-1=23Ω

答：（1）金属棒所受到的安培力为 0.1N；

（2）通过金属棒的电流为0.5A；

（3）滑动变阻器R接入电路中的阻值为23Ω．

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题型：简答题

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简答题

在倾角为α的光滑斜面上，置入一通有电流为I，长为L，质量为m的导体棒，如图所示，现在导体棒所在区域加一匀强磁场，试求：

（1）欲使棒静止在斜面上，外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值和方向；

（2）欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力，外加匀强磁场B的大小和方向．

正确答案

解：（1）欲使棒静止，则棒受三力平衡，设安培力与斜面的夹角为θ，

则BILcosθ=mgsinα

解得 B=，

当θ=0°时，B最小，且Bmin=．

方向垂直斜面向上．

（2）欲使棒对斜面无压力，则安培力要平衡棒的重力，其受力图如图所示，

由平衡条件有BIL=mg，

解得 B=

方向为水平向左．

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，方向为垂直斜面向上；

（2）欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力，外加匀强磁场B的大小为，方向为水平向左．

解析

解：（1）欲使棒静止，则棒受三力平衡，设安培力与斜面的夹角为θ，

则BILcosθ=mgsinα

解得 B=，

当θ=0°时，B最小，且Bmin=．

方向垂直斜面向上．

（2）欲使棒对斜面无压力，则安培力要平衡棒的重力，其受力图如图所示，

由平衡条件有BIL=mg，

解得 B=

方向为水平向左．

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，方向为垂直斜面向上；

（2）欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力，外加匀强磁场B的大小为，方向为水平向左．

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