- 通电直导线在磁场中受到的力
- 共166题
如图,一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内,通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定,导体棒与轨道垂直且接触良好。在向右匀速通过M.N两区的过程中,导体棒所受安培力分别用FM.FN表示。不计轨道电阻。以下叙述正确的是( )
正确答案
解析
略
知识点
如图所示,不计电阻的光滑U形金属框水平放置,光滑竖直玻璃挡板H、P固定在框上,H、P的间距很小。质量为0.2kg的细金属杆CD恰好无挤压地放在两挡板之间,与金属框接触良好并围成边长为1m的正方形,其有效电阻为0.1Ω。此时在整个空间加方向与水平面成300角且与金属杆垂直的匀强磁场,磁感应强度随时间变化规律是B =(0.4 -0.2t)T,图示磁场方向为正方向。框、挡板和杆不计形变。则:
正确答案
解析
略
知识点
电磁轨道炮工作原理如图所示。待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动,并与轨道保持良好接触。电流I从一条轨道流入,通过导电弹体后从另一条轨道流回。轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场(可视为匀强磁场),磁感应强度的大小与I成正比。通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出。现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍,理论上可采用的办法是
正确答案
解析
利用动能定理有,B=kI解得
。所以正确答案是BD。
知识点
将一段导线绕成图甲所示的闭合电路,并固定在水平面(纸面)内,回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中。回路的圆形区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ,以向里为磁场Ⅱ的正方向,其磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示。用F表示ab边受到的安培力,以水平向右为F的正方向,能正确反映F随时间t变化的图像是
正确答案
解析
略
知识点
4.如图所示,用天平测量匀强磁场的磁感应强度,下列各选项所示的载流线圈匝数相同,边长MN相等,将它们分别挂在天平的右臂下方,线圈中通有大小相同的电流,天平处于平衡状态,若磁场发生微小变化,天平最容易失去平衡的是
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
11.如图所示,“凸”字形硬质金属线框质量为m,相邻各边互相垂直,且处于同一竖直平面内,ab边长为l,cd边长为2l,ab与cd平行,间距为2l。匀强磁场区域的上下边界均水平,磁场方向垂直于线框所在平面。开始时,cd边到磁场上边界的距离为2l,线框由静止释放,从cd边进入磁场直到ef、pq边进入磁场前,线框做匀速运动,在ef、pq边离开磁场后,ab边离开磁场之前,线框又做匀速运动。线框完全穿过磁场过程中产生的热量为Q。线框在下落过程中始终处于原竖直平面内,且ab、cd边保持水平,重力加速度为g;求
(1)线框ab边将离开磁场时做匀速运动的速度大小是cd边刚进入磁场时的 几倍
(2)磁场上下边界间的距离H
正确答案
(1)设磁场的磁感应强度大小为B,cd边刚进磁场时,线框做匀速运动的速度为v1
E1=2Blv1 ①
设线框总电阻为R,此时线框中电流为I1,闭合电路欧姆定律,有
②
设此时线框所受安培力为F1,有
③
由于线框做匀速运动,其受力平衡,有
mg=F1 ④
由①②③④式得
⑤
设ab边离开磁场之前,线框做匀速运动的速度为v2,同理可得
⑥
由⑤⑥式得
v2=4v1 ⑦
(2)线框自释放直到cd边进入磁场前,有机械能守恒定律,有
2mgl=1/2m ⑧
线框完全穿过磁场的过程中,由能量守恒定律,有
⑨
由⑦⑧⑨式得
⑩
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
19.如图所示,abcd为水平放置的平行“”形光滑金属导轨,间距为l,导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度大小为B,导轨电阻不计。已知金属杆MN倾斜放置,与导轨成θ角,单位长度的电阻为r,保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触良好)。则( )
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
如图1所示,两根光滑平行导轨水平放置,间距为L,其间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B。垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒。从t=0时刻起,棒上有如图2所示的持续交流电流I,周期为T,最大值为Im,图1中I所示方向为电流正方向。则金属棒
正确答案
解析
由图像得棒是先加速再减速,再加速再减速,一直向右运动,A对的;一个周期内棒先匀加速再匀减速运动,B对的;由F=BIL,安培力随时间做周期性的变化,C对的;受到的安培力在一个周期内先做正功后做负功,D错的。
知识点
7.音圈电机是一种应用于硬盘、光驱等系统的特殊电动机。题7图是某音圈电机的原理示意图,它由一对正对的磁极和一个正方形刚性线圈构成,线圈边长为,匝数为
,磁极正对区域内的磁感应强度方向垂直于线圈平面竖直向下,大小为
,区域外的磁场忽略不计。线圈左边始终在磁场外,右边始终在磁场内,前后两边在磁场内的长度始终相等。某时刻线圈中电流从P流向Q,大小为
.
(1)求此时线圈所受安培力的大小和方向。
(2)若此时线圈水平向右运动的速度大小为,求安培力的功率.
正确答案
(1)安培力的大小: 方向:水平向右
(2)安培力的功率:
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
24.小明同学设计了一个“电磁天平”,如图1所示,等臂天平的左臂为挂盘,右臂挂有矩形线圈,两臂平衡。线圈的水平边长L=0.1m,竖直边长H=0.3m,匝数为。线圈的下边处于匀强磁场内,磁感应强度
,方向垂直线圈平面向里。线圈中通有可在0~2.0A范围内调节的电流I。挂盘放上待测物体后,调节线圈中电流使得天平平衡,测出电流即可测得物体的质量。(重力加速度取
)
(1)为使电磁天平的量程达到0.5kg,线圈的匝数至少为多少
(2)进一步探究电磁感应现象,另选匝、形状相同的线圈,总电阻
,不接外电流,两臂平衡,如图2所示,保持
不变,在线圈上部另加垂直纸面向外的匀强磁场,且磁感应强度B随时间均匀变大,磁场区域宽度
。当挂盘中放质量为0.01kg的物体时,天平平衡,求此时磁感应强度的变化率
。
正确答案
(1)匝(2)
。
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
扫码查看完整答案与解析