- 磁场对通电导线的作用
- 共6047题
如图所示,ab、cd为相距2m的平行金属导轨,水平放置在竖直向下的匀强磁场中,质量为3.6kg的金属棒MN垂直于导轨放在其上,当金属棒中通以8A的电流时,金属棒受到水平方向的磁场力的作用沿着导轨做匀加速运动,加速度为2m/s2,当棒中通以同方向的5A的电流时,棒恰好沿着导轨做匀速运动,
求此匀强磁场的磁感应强度的大小.
正确答案
解析
解:导体棒受到安培力和摩擦而平衡,由平衡条件可得:
BI1L=μmg,①
当金属棒中的电流为I2=8A时,棒做加速运动,加速度为a,根据牛顿第二定律得:
BI2L-μmg=ma,②
将①代入②得:
B==
=1.2 T.
答:匀强磁场的磁感应强度的大小为1.2T.
(2015秋•宿迁期末)如图所示,带正电的离子束沿图中箭头方向由纸外向纸内水平通过蹄形磁铁磁极间时,离子的偏转方向为( )
正确答案
解析
解:由图可知,磁场方向从N极指向S极,根据左手定则可知,让四指指向与正电荷运动方向相同,让磁感线穿过手心,根据大拇指的指向即可判断出洛伦兹力的方向,由此可知洛伦兹力的方向向左,故A正确,BCD错误.
故选:A.
关于通电导线所受安培力F的方向,以下各图正确的是( )
正确答案
解析
解:根据左手定值可知,
A图中的安培力竖直向上,故A正确;
B中安培力竖直向下,故B错误;
C中垂直纸面向外,故C错误;
D安培力竖直向上,D正确;
故选:AD.
如图所示,把长为L的导体棒置于垂直纸面向里的匀强磁场中,磁感应强度为B,当导体棒中通以方向向左的恒定电流I时,下面关于通电导体棒在磁场中受到的安培力大小和方向正确的是( )
正确答案
解析
解:根据左手定则可知通电导线中的安培力方向竖直向下,由于此时电流与磁场方向垂直,因此安培力的大小为:F=BIL,故ABD错误,C正确.
故选C.
在赤道上,地磁场可以看做是沿南北方向并且与地面平行的匀强磁场,磁感应强度是5×10-5T.如果赤道上有一条沿东西方向平行地面放置的直导线,长为40m,载有20A的电流,则地磁场对这根导线作用的安培力大小为______N;若将导线在水平面内转过90°成南北方向平行地面放置,此时导线受到地磁场作用的安培力大小为______N.
正确答案
4×10-2
0
解析
解:匀强磁场方向为由南向北,而电流方向为从东向西.则电流方向与磁场方向相互垂直,因此安培力的大小为F=BIL
代入数据,解之得 F=4×10-2N,
若将导线在水平面内转过90°成南北方向平行地面放置,两者相互平行,则安培力为零,
故答案为:4×10-2;0.
如图所示,将长为50cm、质量为10g的均匀金属棒ab的两端用两只相同的弹簧悬挂成水平状态,位于垂直于纸面向里的匀强磁场中,当金属棒中通以0.4A电流时,弹簧恰好不伸长,求:匀强磁场的磁感应强度是多大?
正确答案
解析
解:根据题可知弹簧恰好不伸长,因此重力和安培力大小相等方向相反,故有:
mg=BIL,所以:
故匀强磁场的磁感应强度B=0.49 T.
如图所示,匀强磁场中有一通电直导线,关于导线受到的安培力F,下列判断正确的有( )
正确答案
解析
解:A、如图可知,通电导线与磁场垂直,由左手定则可知,安培力向下,故A错误;
B由F=BIL可知,F与电流、磁感应强度、导线的长度有关,故BCD正确;
故选:BCD
(2014秋•莱州市期末)矩形导线框abcd用细线悬挂,线框的下部分处在有界的匀强磁场中,ab边通以如图所示的电流I,此时悬线上有一定的张力,若要使悬线上张力为零,下列做法中有可能实现的是( )
正确答案
解析
解:A、增大磁感强度B,安培力方向仍向上,安培力增大,悬线张力可以为零,故A正确.
B、增大ab中的电流I,根据左手定则安培力方向向上安培力增大,悬线张力可以为零,故B正确.
C、改变电流I的方向,安培力改为向下,悬线张力为不可能零,故C错误.
D、改变磁感强度B的方向,安培力改为向下,悬线张力为不可能零,故D错误.
故选:AB
如图所示,在光滑水平桌面上,有两根弯成直角的相同金属棒,它们的一端均可绕固定转动轴O自由转动,另一端b互相接触,组成一个正方形线框.正方形每边长度均为L,匀强磁场的方向垂直桌面向下,当线框中通以图示方向的电流I时,两金属棒在b点的相互作用力为f,则此时磁感应强度的大小为______(不计电流产生的磁场).
正确答案
解析
解:由题意可知,每边受到的安培力大小为BIL,由几何关系,结合力的合成法则,则有:左直角边产生的合力为BIL,右直角边的合力也是
BIL,
因两金属棒在b点的相互作用力为f,根据力矩平衡方程,则有:BIL×
=f×
,解得:B=
;
故答案为:.
一条形磁铁放在绝缘的水平面上,一导线垂直于纸面放置,通有垂直于纸面向里的恒定电流I,现将导线从磁铁的左上方附近水平移动到磁铁右上方附近的过程中,如图所示,关于磁铁受到水平面的摩擦力的说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:以导线为研究对象,由左手定则判断可知,导线在左侧的时候,受到的安培力斜向右下方,当导线运动到右侧的时候导线受到的安培力斜向左下方,
根据牛顿第三定律得知,导线对磁铁的安培力方向先是斜向左上方,后是右上方,所以磁铁先是有向左运动的趋势,后是有向右运动的趋势,所以受到的摩擦力先向右后向左,所以A错误,B正确;
导线在中间的时候没有摩擦力的作用,所以受到的摩擦力大小先减小后变大,所以C错误,D正确;
故选:BD.
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