- 通电直导线在磁场中受到的力
- 共166题
在等边三角形的三个顶点a、b、c处,各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等的恒定电流,方向如图。过c点的导线所受安培力的方向()
正确答案
解析
略
知识点
如图,在竖直向下的匀强磁场中有两根竖直放置的平行粗糙导轨CD、EF,导轨上置有一金属棒MN。t=0时起释放棒,并给棒通以图示方向的电流,且电流强度与时间成正比,即I=kt,其中k为常量,金属棒与导轨始终垂直且接触良好。则棒的速度v随时间t变化的图像可能是( )
正确答案
解析
略
知识点
如图所示,质量为m的 型导线框abcd,其质量均匀分布,ab与cd长度均为l,宽度bc为s,导线框置于竖直向上的匀强磁场中,可绕水平轴MN转动,现给导线框通以MabcdN方向、电流强度为I的恒定电流,导线框由静止开始从竖直平面向纸外偏转,在达到最大角度为θ的过程中,安培力对导线框做的功为__________;导线框最终静止时与竖直平面夹角为
,则匀强磁场的磁感强度B为_______。
正确答案
;
解析
略
知识点
如图所示,足够长的U型金属框架放置在绝缘斜面上,斜面倾角30°,框架的宽度L=1.0m、质量M=1.0kg。导体棒垂直放在框架上,且可以无摩擦的运动。设不同质量的导体棒ab放置时,框架与斜面间的最大静摩擦力均为Fmax=7N。导体棒ab电阻R=0.02Ω,其余电阻一切不计。边界相距d的两个范围足够大的磁场Ⅰ、Ⅱ,方向相反且均垂直于金属框架,磁感应强度均为B=0.2T。导体棒ab从静止开始释放沿框架向下运动,当导体棒运动到即将离开Ⅰ区域时,框架与斜面间摩擦力第一次达到最大值;导体棒ab继续运动,当它刚刚进入Ⅱ区域时,框架与斜面间摩擦力第二次达到最大值。求:
(1)磁场Ⅰ、Ⅱ边界间的距离d;
(2)欲使框架一直静止不动,导体棒ab的质量应该满足的条件。
正确答案
见解析
解析
(1)导体棒即将离开Ⅰ时,金属框受到的安培力沿斜面向下,对金属框由平衡条件得
fmax = Mgsin30° + FA1max
求得: FA1max =2N
导体棒受安培力:FA1max = =2N
求得: v1 = 1m/s
导体棒刚进入Ⅱ时,金属框受到的安培力沿斜面向上,对金属框由平衡条件得
fmax′ = FA2max-Mgsin30°
求得: FA2max =12N
导体棒受安培力:FA2max = = 12N
求得: v2 = 6m/s
导体棒在两磁场边界之间运动时,
mgsin30° = ma,
求得: a = 5m/s2
(2)导体棒离开Ⅰ之前,速度至少要达到v1 = 1m/s。设此时在磁场Ⅰ中已经达到最大速度做匀速运动,由平衡条件得:
m1gsin30° = FA1max
求得: m1=0.4kg
欲使金属框架不动,导体棒刚进入Ⅱ后电流不再增大,做匀速运动。由平衡条件得:
M2gsin30° = FA2max
求得: m2=2.4kg
即导体棒的质量应为:0.4kg < m <2.4kg
知识点
21.矩形导线框abcd放在匀强磁场中,在外力控制下处于静止状态,如图(甲)所示。磁感线方向与导线框所在平面垂直,磁感应强度B随时间变化的图象如图(乙)所示。t=0时刻,磁感应强度的方向垂直导线框平面向里,在0~4s时间内,导线框ad边所受安培力随时间变化的图象(规定以向左为安培力正方向)可能是下列选项中的( )
正确答案
解析
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知识点
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