- 安培力
- 共3605题
在地球赤道附近某建筑上有一竖立的避雷针,当一团带正电的乌云经过其正上方时,避雷针发生放电,则此过程中地磁场对避雷针的作用力的方向是( )
正确答案
解析
解:当带有正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,电流方向从上而下通过避雷针,磁场的方向从南向北,根据左手定则,安培力的方向向东.
故选:A.
电磁炮是一种理想的兵器,它的主要原理如图所示,1982年某大学的实验室制成了能把0.2kg的弹体(包括金属杆EF的质量)经长为50m距离加速到速度为200m/s的电磁炮,若轨道宽2m,通过的电流为10A,(轨道的摩擦忽略不计)
求(1)在平面图中画出电磁炮受力分析图;
(2)轨道间所加匀强磁场的磁感应强度为多少?
正确答案
解析
解:(1)对电磁炮的炮弹受力分析,受重力、支持力和向右的安培力,如图所示:
(2)对加速过程,根据动能定理,有:
Fx=
安培力:
F=BIL
联立解得:
B==
=4T
答:(1)如图所示;
(2)轨道间所加匀强磁场的磁感应强度为4T.
匀强磁场(各点的磁感应强度大小、方向均不变的磁场)中长2cm的通电导线垂直磁场方向,当通过导线的电流为2A时,它受到的磁场力大小为4×10-3N,问:
(1)该处的磁感应强度B是多大?
(2)若电流不变,导线长度减小到1cm,则它受磁场力F和该处的磁感应强度B各是多少?
(3)若导线长不变,电流增大为5A,则它受磁场力F和该处的磁感应强度B各是多少?
正确答案
解析
解:(1)根据磁感应强度的定义B==
T=0.1 T.
(2)匀强磁场中该点的磁感应强度由磁场本身来决定,不因导线长度的改变而改变,因此,B=0.1 T.
根据磁感应强度的定义B=可得,导线长度减小到1 cm,
则它受磁场力F=BIL=0.1×2×10-2 N=2×10-3 N.
(3)匀强磁场中该点的磁感应强度也不因电流的改变而改变,因此,B=0.1 T.
根据磁感应强度的定义B=可得,电流增大为5 A,则它受磁场力F=BIL=0.1×5×2×10-2 N=10-2 N.
答:(1)该处的磁感应强度B是0.1 T
(2)该处的磁感应强度B不变仍为0.1T,通电导线受磁场力F为2×10-3 N.
(3)该处的磁感应强度B不变仍为0.1T,通电导线受磁场力F为10-2 N.
如图所示,一个密度ρ=9g/cm3、横截面积S=10mm2的金属环放置在水平绝缘桌面上,且金属环处于沿半径方向向外辐射形的磁场中,金属环上各点所在位置的磁感应强度大小均为B=0.36T,若在金属环中通以顺时针方向(俯视)的电流I=10A,且通电时间△t=0.2s,求金属环能够上升的最大高度H.(不计空气阻力,取g=10m/s2)
正确答案
解析
解:将金属环分为n等分,每一等份可以简化为电流元,长度为△l=,质量为△m=ρS△l,安培力为△F=BI•△l,方向向上;
故对整体,根据牛顿第二定律,有:
n•△F-n•△mg=(n•△m)a
故:
BI-
=
解得:
a==
=30m/s2
前0.2s内上升的距离:
0.2s末的速度:
v=at=30×0.2=6m/s
此后做竖直上抛运动,故:
故最大高度为:
H=x1+x2=0.6m+1.8m=2.4m
答:金属环能够上升的最大高度H为2.4m.
将长0.5m通过4A电流的通电导线放在匀强磁场中,当导线和磁场方向垂直时,通电导线所受磁场力为0.3N,则匀强磁场的磁感应强度B大小为______T,若将通电导线中的电流减为2A,则导线受安培力为______N.
正确答案
0.15
0.15
解析
解:根据F=BIL得,匀强磁场的磁感应强度为:
B==
T=0.15T.
当电流减小时,磁感应强度不变,仍为:B=0.15T.
则导线所受的安培力为:F=BI′L=0.15×2×0.5N=0.15N.
故答案为:0.15,0.15.
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