- 通电直导线在磁场中受到的力
- 共166题
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
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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
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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
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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:
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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)
。
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知识点
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