- 安培力
- 共3605题
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,通以5A的电流时,质量为3.6kg的金属棒MN沿导轨做匀速运动;当棒中电流增大到8A时,棒能获得2m/s2的加速度,已知金属棒受到的磁场力方向水平.求匀强磁场的磁感应强度的大小.
正确答案
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==
=1.2 T.
答:匀强磁场的磁感应强度的大小为1.2T.
在磁感应强度B=0.8T的匀强磁场中,一根与磁场方向垂直放置,长度L=0.2m的通电导线中通有I=0.4A的电流,试求;导线所受磁场力的大小为多少.
正确答案
解析
解:长度为0.2m的通电直导线,垂直放置于匀强磁场的磁感应强度为0.8T,通入电流为0.4A,则由公式可得安培力的大小为:
F=BIL=0.8×0.4×0.2N=0.064N
答:导线所受磁场力的大小为0.064N.
如图所示,用两根相同的细绳水平悬挂一段均匀载流直导线MN,若有电流从MN上流过,绳子的拉力均为F.为使F=0,可能达到要求的方法是( )
正确答案
解析
解:根据左手定则可知,在MN中通入电流,在空间加上垂直与纸面的磁场,可以使MN受到向上或者向下的安培力,这样可以使MN受到绳子拉力为零,具体根据左手定则有:当MN中通入从M到N的电流时,要使安培力向上,可以加上垂直纸面向外的磁场,若通入从N到M的电流,则加上垂直与纸面向里的磁场,故AB错误,CD正确.
故选:CD.
如图所示,在倾角为α的光滑斜面上,要使垂直纸面放置一根长为L、质量为m的通电直导体处于静止状态.则应加以匀强磁场B的方向可能是( )
正确答案
解析
解:A、外加匀强磁场的磁感应强度B的方向平行于斜面向上,受到重力支持力,沿斜面向下的安培力,故不可能静止,故A错误;
B、物体受重力,竖直向上的安培力,受力可能平衡,故B正确;
C、垂直斜面向下,则沿斜面向上的安培力、支持力与重力,处于平衡状态,则大小B=mg;故C正确;
D、物体受重力,水平向右的安培力,故不可能平衡,故D错误;
故选:BC
如图所示,质量为m、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于O、O′,并处于匀强磁场中.当导线中通以沿x负方向的电流I,且导线保持静止时,悬线与竖直方向的夹角为θ.则磁感应强度的方向和大小可能为( )
正确答案
解析
解:A、磁感应强度方向为z正方向,根据左手定则,直导线所受安培力方向沿y正方向,由平衡条件得:BILcosθ=mgsinθ,解得:B=tanθ,故A正确;
B、当磁场沿y负方向时,由左手定则可知,导线受到的安培力竖直向上,当BIL=mg,B=导线静止,与竖直方向夹角θ=0°,不符合题意,故B错误;
C、当磁场沿x负方向时,磁场与电流平行,导线不受安培力,导线在重力与细线拉力作用下静止,磁感应强度可以为任何值,B=可以使导线静止,但与竖直方向夹角θ=0°,不符合题意,故C错误;
D、当沿悬线向上时,由左手定则可知,安培力垂直于导线斜向上方,由平衡条件得:BIL=mgsinθ,则B=sinθ,故D正确;
故选AD.
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