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，水平放置的金属导轨M、N，平行地置于竖直向上的匀强磁场中，M、N间距为L=0.5m，磁场的磁感强度大小为B=1T，金属棒ab的质量为m=0.4Kg，放在导轨上且与导轨垂直，棒ab与导轨M、N间的动摩擦因数为0.1，电源电动势为E=2V，内阻不计，R为电阻箱，导轨M、N及棒ab的电阻均不计，g取10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．求：

（1）当电阻箱阻值R1=5Ω时，闭合电键后棒ab受到的摩擦力为多大？

（2）要使棒ab滑动，电阻箱阻值R2最多为多大？

（3）若电阻箱阻值R3=1Ω，则闭合电键的瞬间，棒ab的加速度为多大？

正确答案

解：（1）闭合电键后棒ab受到的安培力：F=BIl= 最大静摩擦力为μmg=0.4N 则不动

摩擦力f=F=0.2N

（2）要使棒ab滑动，则F= 可得R2≤2.5Ω

（3）由牛顿第二定律：代入数据可得：a=1.5m/s2

答：1）当电阻箱阻值R1=5Ω时，闭合电键后棒ab受到的摩擦力为0.2N

（2）要使棒ab滑动，电阻箱阻值R2最多为2.5Ω

（3）若电阻箱阻值R3=1Ω，则闭合电键的瞬间，棒ab的加速度为1.5m/s2

解析

解：（1）闭合电键后棒ab受到的安培力：F=BIl= 最大静摩擦力为μmg=0.4N 则不动

摩擦力f=F=0.2N

（2）要使棒ab滑动，则F= 可得R2≤2.5Ω

（3）由牛顿第二定律：代入数据可得：a=1.5m/s2

答：1）当电阻箱阻值R1=5Ω时，闭合电键后棒ab受到的摩擦力为0.2N

（2）要使棒ab滑动，电阻箱阻值R2最多为2.5Ω

（3）若电阻箱阻值R3=1Ω，则闭合电键的瞬间，棒ab的加速度为1.5m/s2

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题型：简答题

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简答题

如图所示，一根金属棒MN，两端用细软导线连接后悬挂于固定的金属棒PQ上的a、b两点，该导体框处于一足够大的匀强磁场内，该磁场的方向垂直纸面向里．当该磁场强度逐渐增大时，以下判断正确的______：

A．悬线的弹力变小

B．悬线的弹力变大

C．悬线的弹力不变

D．以上说法均不正确．

正确答案

解：当该磁场强度逐渐增大时，根据楞次定律可知回路中感应电流的磁场方向向外，根据安培定则可知MN中电流方向由M指向N，根据左手定则可知MN所受安培力向上，设悬线拉力为T，则有：

T=mg-BIL

由于磁场不断增强，安培力F=BIL逐渐增大，因此悬线拉力T将变小，故BCD错误，A正确．

故选A．

解析

解：当该磁场强度逐渐增大时，根据楞次定律可知回路中感应电流的磁场方向向外，根据安培定则可知MN中电流方向由M指向N，根据左手定则可知MN所受安培力向上，设悬线拉力为T，则有：

T=mg-BIL

由于磁场不断增强，安培力F=BIL逐渐增大，因此悬线拉力T将变小，故BCD错误，A正确．

故选A．

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题型：简答题

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简答题

在图中，表示一根通电直导线在匀强磁场受力的情况．已知导线垂直磁场方向，请将未标出的那个物理量方向标出：（在答题纸上标出）

正确答案

解：电流、磁场和安培力三者之间的关系满足左手定则，根据左手定则分别判断后得出第三个量的方向如图中红色的所示．

解析

解：电流、磁场和安培力三者之间的关系满足左手定则，根据左手定则分别判断后得出第三个量的方向如图中红色的所示．

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题型：简答题

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简答题

有一小段通电导线，长为10厘米，其中的电流强度为5安培，把它置于匀强磁场中某处，受到的磁场力为100牛顿，则该处的磁感应强度B是多少？

正确答案

解：当导线与磁场垂直时

根据磁感应强度的定义式有：，

得：

故磁场的强度最小为200T

答：该处的磁感应强度B最小为200T

解析

解：当导线与磁场垂直时

根据磁感应强度的定义式有：，

得：

故磁场的强度最小为200T

答：该处的磁感应强度B最小为200T

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题型：简答题

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简答题

如图所示，电源电动势E=2V，r=0.5Ω，竖直导轨电阻可忽略，金属棒的质量m=0.1kg，R=0.5Ω，它与导体轨道的动摩擦因数μ=0.4，有效长度为0.2m，靠在导轨的外面，为使金属棒不下滑，我们施一与纸面夹角为60°且与导线垂直向外的磁场，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：

（1）此磁场是斜向上还是斜向下？

（2）B的范围是多少？（计算结果保留2位有效数字）（=1.73，g取10m/s2）

正确答案

解：以静止的金属棒为研究对象，画出其侧视图，受力如图．

要使金属棒静止，通电金属棒所受安培力一定要有向左的分量，由左手定则判定磁场方向应斜向下，

根据平衡条件，若摩擦力方向向上，则：B1ILsin60°+uB1ILcos60°=mg

若摩擦力方向向下，则：B2ILsin60°-uB2ILcos60°=mg

电流为：I=，

代入数据解得：B1=2.3T，B2=3.8T．

B的范围为2.3T≤B≤3.8T．

答：（1）磁场方向应斜向下．

（2）B的范围为2.3T≤B≤3.8T．

解析

解：以静止的金属棒为研究对象，画出其侧视图，受力如图．

要使金属棒静止，通电金属棒所受安培力一定要有向左的分量，由左手定则判定磁场方向应斜向下，

根据平衡条件，若摩擦力方向向上，则：B1ILsin60°+uB1ILcos60°=mg

若摩擦力方向向下，则：B2ILsin60°-uB2ILcos60°=mg

电流为：I=，

代入数据解得：B1=2.3T，B2=3.8T．

B的范围为2.3T≤B≤3.8T．

答：（1）磁场方向应斜向下．

（2）B的范围为2.3T≤B≤3.8T．

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