- 安培力
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考虑一种具有1.0×104N驱动力的电气火车的设计方案,火车由地磁场的竖直分量作用在导体轮轴上的力来驱动,为了产生这个力,电流顺着一条铁轨流进导电车轮,通过轮轴再流过另一导电车轮,然后通过另一条铁轨回到电源.设地磁场的竖直分量为1.0×10-5T,轮轴的长为3.0m,则铁轨中需要______A的电流才能满足设计要求,这种方案在现实中可行吗?为什么?______.
正确答案
3.3×108
不行,因为铁轨损耗的电能大多.
解析
解:因为安培力F=BIL,当安培力等于驱动力时,电气火车才能行使,则I=A.
该方案不可行,因为电流太大,在铁轨上消耗的电能太多.
故答案为:3.3×108、不行,因为铁轨损耗的电能大多.
如图所示,边长为L、匝数为n的正方形金属线框,它的质量为m,电阻为R,用细线把它悬挂于一个有界的垂直纸面向外的匀强磁场中,线框的上一半处于磁场内,下一半处于磁场外,磁场大小随时间的变化规律为B=kt(k>0).已知细线所能承受的最大拉力为2mg,则从t=0开始,经多长时间细线会被拉断?
正确答案
解析
解:根据法拉第电磁感应定律得: ①
②
③
联立①②③解得:,根据左手定则可知,安培力方向向下.
故当细线承受的最大拉力为2mg时有:
T=2mg=F+mg,将F代入解得:.
答:故经过时间细线会被拉断
下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据定义,磁场中某点的磁感应强度的方向与通电导线放置的方向无关,有本身性质决定,故A错误
B、磁感应强度是矢量,方向与通电导线在磁场中受到的安培力的方向垂直,满足左手定则,故B错误
C、磁感应强度是矢量,方向与自由小磁针在该点静止时N极所指的方向相同,故C错误
D、在确定的磁场中,有本身性质决定,某点的磁感应强度方向与该点是否放置小磁针无关,故D正确
故选:D
在磁场中,通电导线要受到______力的作用,我们使用的电动机就是利用这个原理来工作的.
正确答案
安培
解析
解:电动机是利用通电线圈在磁场里受安培力转动的原理制成的.
故答案为:安培.
如图所示,柔软的导线长0.628m,弯曲地放在光滑水平面上,两端点固定在相距很近的a、b两点,匀强磁场的方向竖直向下,磁感应强度B=2T,当导线中通以图示方向的电流I=5A时,穿过回路的磁通量为______wb,导线中的张力为______ N.
正确答案
0.0628
1
解析
解:当导线中通以图示方向的电流I=5A时,线框将受到向外的张力,ab两点固定,所以线框将为圆形,根据l=2πr=0.628m
知半径为r=0.1m,圆的面积为s=πr2=0.0314m2
故磁通量为Φ=Bs=2×0.0314Wb=0.0628Wb
导线中的张力为:F=BIr=2×5×0.1=1N
故答案为;0.0628;1
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