安培力
共3605题

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安培力
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题型：简答题

简答题

如图所示，电源电动势3V，内阻不计，导体棒质量60g，长1m，电阻1.5Ω，匀强磁场方向竖直向上，场强大小为0.4T，当开关S闭合后，棒从固定的光滑导体圆环底端上滑至某一位置静止．试求：

（1）在此位置上，棒对每一只环的压力为多少？

（2）若已知导体环半径为0.5m，此位置与环底高度差是多少？

正确答案

解析

解：（1）受力分析如图d-1所示，导体棒静止时，两环对棒的作用力2N、重力mg和安培力F三力的合力为零．

由安培力公式得：F=BIL=

棒的重力：G=mg=0.06×10N=0.6N

对整根棒受力分析，由棒平衡知，两环受支持力的总和为：

则N===0.5N

由牛顿第三定律知，棒对每一只环的压力为0.5N．

（2）右图可知，tanθ====

h=r（1-sinθ）=0.5×（1-）=0.2m

答：（1）在此位置上，棒对每一只环的压力为0.5N

（2）若已知导体环半径为0.5m，此位置与环底高度差是0.2m

题型：多选题

多选题

如图所示，在绝缘的水平面上等间距固定着三根相互平行的通电直导线a、b和c，各导线中的电流大小相同．其中a、c导线中的电流方向垂直纸面向外，b导线电流方向垂直纸面向里，每根导线都受到另外两根导线对它的安培力作用．则关于每根导线所受安培力的合力，以下说法正确的是（　　）

A导线a所受合力方向水平向右

B导线c所受合力方向水平向右

C导线c所受合力方向水平向左

D导线b所受合力为零

正确答案

B,D

解析

解：A、对a来说，受到b的斥力和C的引力，而b靠近a，所以对a的作用力更大，所以a受到的合力向左，故A错误，

B、对c来说，和a的情况正好相反，所以合力向右，故B正确，C错误．

D、对b来说，受到a、c的斥力，并且是相等的，所以b受到的合力为0，故D正确；

故选：BD．

题型：简答题

简答题

如图所示，倾角为θ=30°的光滑金属导轨A和B的上端接入一电动势E=3V、内阻r=0.2的电源，导轨间距为L=10cm，导轨周围存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，导轨电阻不计．将一个质量为m=30g，电阻R=0.3Ω的金属棒水平放置在滑轨上，当闭合开关S后，金属棒刚好静止．重力加速度取g=10m/s2．

（1）判断导轨周围空间的磁场方向；

（2）求磁感应强度的大小．

正确答案

解析

解：

（1）对导体棒受力分析，如图所示，由平衡条件，其合力为零，根据左手定则可知：磁场方向为垂直于斜面向上；

（2）根据闭合电路欧姆定律可得：I=

由平衡条件可得：mgsinθ=BIL

联立可得：B==T=0.25T

答：

（1）导轨周围空间的磁场方向为垂直于斜面向上；

（2）磁感应强度的大小为0.25T．

题型：简答题

简答题

（2015秋•凯里市校级期末）如图所示，两根平行的光滑金属导轨M、N，电阻不计，相距L=0.2m，上边沿导轨垂直方向放一个质量为m=4×10-2kg的金属棒ab，ab的电阻R0=0.5Ω．，两金属导轨一端通过电阻R=2Ω和电源相连．电源电动势E=6V，内阻r=0.5Ω，如果在装置所在的区域加一个水平向右的匀强磁场，使ab对导轨的压力恰好是零，并使ab处于静止．求：

（1）闭合电路中的电流是多大？

（2）磁感应强度B的大小

（3）导体棒ab产生的热功率P热是多少瓦特？

正确答案

解析

解：（1）根据闭合电路欧姆定律得

（2）由题，ab处于静止，且对导轨的压力恰好为零，则磁场对ab的安培力必定竖直向上，与重力平衡，则得安培力的大小为 F=mg=0.4N，方向竖直向上．

由左手定则判断可知，B的方向水平向右．由F=BIL得，B=

（3）导体棒产生的热功率为P=

答：（1）闭合电路中的电流是2A

（2）磁感应强度B的大小为1T

（3）导体棒ab产生的热功率P热是2W

题型：单选题

单选题

在赤道上竖立一避雷针，当一团带负电的乌云经过其正上方时，避雷针发生放电，则地磁场对避雷针的作用力的方向（　　）

A向东

B向南

C向西

D向北

正确答案

解析

解：当带有负电的乌云经过避雷针上方时，避雷针开始放电形成瞬间电流，负电电荷从上而下通过避雷针，所以电流的方向为从下而上，磁场的方向从南向北，根据左手定则，安培力的方向向西．

故选：C．

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