- 安培力
- 共3605题
如图所示,倾角为300的光滑斜面上水平放置一条0.2米长的导线PQ,两端连以轻软的直导线,组成闭合回路,导线通以5安电流,方向自Q向P.当有竖直向上B=0.6T的匀强磁场时,PQ恰好平衡.
(1)求PQ所受的安培力
(2)求PQ所受的重力.
正确答案
解:磁场方向竖直向上,从P向Q观察,导体受力情况如图所示.
由平衡条件得:
在水平方向上:F安-Nsin30°=0
在竖直方向上:mg-Ncos30°=0
其中:F安=BIL=0.6×5×0.2N=0.6N
联立解得:PQ所受的重力为 G=mg=BILcot30°=0.6×5×0.2×N≈1.04N
答:(1)PQ所受的安培力为0.6N
(2)PQ所受的重力为1.04N
解析
解:磁场方向竖直向上,从P向Q观察,导体受力情况如图所示.
由平衡条件得:
在水平方向上:F安-Nsin30°=0
在竖直方向上:mg-Ncos30°=0
其中:F安=BIL=0.6×5×0.2N=0.6N
联立解得:PQ所受的重力为 G=mg=BILcot30°=0.6×5×0.2×N≈1.04N
答:(1)PQ所受的安培力为0.6N
(2)PQ所受的重力为1.04N
(2015秋•孝义市期末)如图所示,ab,cd为两根相距2m的平行金属导轨,水平放置在竖直向下的匀强磁场中,一根质量为3.6kg金属棒,当通以5A的电流时,棒沿导轨作匀速运动;当棒中电流增加到8A时,棒能获得2m/s2的加速度,求匀强磁场的磁感强度的大小.
正确答案
解:导体棒受到安培力和摩擦而平衡,由平衡条件可得:
BI1L=μmg,①
当金属棒中的电流为I2=8A时,棒做加速运动,加速度为a,根据牛顿第二定律得:
BI2L-μmg=ma,②
将①代入②得:
B=1.2T;
答:磁感应强度B的大小为1.2T.
解析
解:导体棒受到安培力和摩擦而平衡,由平衡条件可得:
BI1L=μmg,①
当金属棒中的电流为I2=8A时,棒做加速运动,加速度为a,根据牛顿第二定律得:
BI2L-μmg=ma,②
将①代入②得:
B=1.2T;
答:磁感应强度B的大小为1.2T.
长为0.5m的导线垂直于某匀强磁场方向放置,当导线中通有1A的电流时,导线受到的安培力大小为0.1N.问:
(1)该区域的磁场的磁感应强度为多少T?
(2)当该导线中的电流增大为1.5A时,导线受到的安培力的大小为多少N?
正确答案
解:(1)由F=BIL可得磁感应强度为:B==
=0.2T
(2)导线受到的磁场的作用力为:F=BI′L=0.5×1.5×0.2N=0.15N.
答:(1)该区域的磁场的磁感应强度为0.2T.
(2)当该导线中的电流增大为1.5A时,导线受到的安培力的大小为0.15N.
解析
解:(1)由F=BIL可得磁感应强度为:B==
=0.2T
(2)导线受到的磁场的作用力为:F=BI′L=0.5×1.5×0.2N=0.15N.
答:(1)该区域的磁场的磁感应强度为0.2T.
(2)当该导线中的电流增大为1.5A时,导线受到的安培力的大小为0.15N.
有一匀强磁场,磁感应强度为1.0T,放一根与磁场方向垂直、长度为0.6m的通电直导线,导线中的电流为1.2A.这根导线在与磁场方向垂直的平面内沿安培力的方向移动了0.3m,求安培力对导线所做的功.
正确答案
解:由于导线和磁场垂直,故可知导线受到的安培力为:
F=BIL=1.0×1.2×0.6N=0.72N;
故安培力做功为:
W=Fx=0.72×0.3J=2.16J
答:安培力对导线所做的功为2.16J.
解析
解:由于导线和磁场垂直,故可知导线受到的安培力为:
F=BIL=1.0×1.2×0.6N=0.72N;
故安培力做功为:
W=Fx=0.72×0.3J=2.16J
答:安培力对导线所做的功为2.16J.
如图所示,有一质量m=0.2kg、电阻为R=0.5Ω的金属杆ab放在水平金属导轨上,电源电动势为1.5V,电源内阻及导轨电阻不计,两条导轨间距d=40cm,导轨区域处于与水平面成30°角的匀强磁场中,磁感应强度B=2.5T,若ab处于静止状态,求:ab杆对导轨的压力和摩擦力.(取g=10m/s2)
正确答案
解:根据闭合电路欧姆定律,有:
带入数据,有:
ab杆受到的安培力:
F=BId=2.5×3×0.4=3N
对ab杆分析如图:
则有:
f=Fcos60°=3×=1.5N
N=mg+Fsin60°=0.2×10+3×=4.588N
由牛顿第三定律得,杆对轨道的摩擦力大小为1.5N,方向水平向右;
杆对轨道的压力大小为4.588N,方向竖直向下;
答:杆对轨道的摩擦力大小为1.5N,方向水平向右;杆对轨道的压力大小为4.588N,方向竖直向下.
解析
解:根据闭合电路欧姆定律,有:
带入数据,有:
ab杆受到的安培力:
F=BId=2.5×3×0.4=3N
对ab杆分析如图:
则有:
f=Fcos60°=3×=1.5N
N=mg+Fsin60°=0.2×10+3×=4.588N
由牛顿第三定律得,杆对轨道的摩擦力大小为1.5N,方向水平向右;
杆对轨道的压力大小为4.588N,方向竖直向下;
答:杆对轨道的摩擦力大小为1.5N,方向水平向右;杆对轨道的压力大小为4.588N,方向竖直向下.
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