- 磁场对通电导线的作用
- 共6047题
安培力大小:当B⊥I时,F=______; 当B∥I时,F=______.
正确答案
BIL
0
解析
解:电流方向与磁场方向垂直时,即B垂直I,此时安培力的大小为:F=BIL,
电流方向与磁场方向相同时,即B平行I,所以通电直导线不受安培力的作用,即F=0.
故答案为:BIL;0
已知条件如图所示,请在图中标出各通电线圈由于受力而在磁场中转动的方向.
正确答案
解析
解:甲图,磁场的方向从左向右,根据左手定则知,线圈左边所受的安培力方向垂直纸面向外,右边所受的安培力方向垂直纸面向里,转动方向从上往下看,沿逆时针方向.
乙图,根据左手定则知,左边所受的安培力方向向上,右边所受安培力方向向下,线圈转动方向为顺时针方向.
丙图,根据左手定则知,FE边的左半部分所受的安培力垂直纸面向外,右半部分所受的安培力方向垂直纸面向里,CD边左半部分和右半部分所受的安培力方向与FE边相反,但是FE边所受的安培力大,可知从上往下看,线圈逆时针转动.
丁图,根据右手螺旋定则,知线框所处的磁场方向从上向下,根据左手定则知,上边所受的安培力方向向左,下边所受安培力方向向右,可知线框逆时针转动.
戊图,两磁体间的磁场为辐向磁场,根据左手定则知,左边所受的安培力垂直导线向下,右边所受的安培力垂直导线向上,即逆时针转动.
故答案为:如图所示.
请在图中标出电流的方向:
正确答案
解析
解:已知磁场方向向右,安培力向上,根据左手定则,电流方向向外,如图所示:
答:如图所示.
1957年,科学家首先提出了两类超导体的概念,一类称为I型超导体,主要是金属超导体,另一类称为Ⅱ型超导体(载流子为电子),主要是合金和陶瓷超导体.I型超导体对磁场有屏蔽作用,即磁场无法进入超导体内部,而Ⅱ型超导体则不同,它允许磁场通过.现将一块长方体Ⅱ型超导体通入稳恒电流I后放入匀强磁场中,如图所示.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、超导体电阻为零,超导体没有在内部产生热能,A错误;
B、超导体所受安培力是洛伦兹力的宏观表现,安培力等于其内部所有电荷定向移动所受洛伦兹力的合力,B正确;
C、载流子为电子,超导体表面上a带负电,φa<φb,C错误;
D、根据电流的微观表达式I=neSv,可得电子定向移动速度v=,稳定时,洛伦兹力和电场力平衡,即evB=,整理得U=,所以电流越大,电势差越大,D正确.
故选:BD
如图,是磁电式电流表的结构,蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐向分布,线圈中a、b两条导线长均为l,通以图示方向的电流I,两条导线所在处的磁感应强度大小均为B.则( )
正确答案
解析
解:
A、该磁场明显不是匀强磁场,匀强磁场应该是一系列平行的磁感线,方向相同,故A错误.
B、由图可知,线圈平面总与磁场方向平行,故B错误.
C、由左手定则可知,a受到的安培力向上,b受到的安培力向下,故线圈顺时针旋转,故C错误.
D、a、b导线始终与磁感线垂直,故受到的安培力大小总为IlB,故D正确.
故选:D.
关于磁感应强度与通电导线在磁场中受力情况及其相互关系,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、当电流方向与磁场的方向平行,所受安培力为0,而此时的磁感应强度不为零,故A错误.
B、根据左手定则可知,安培力方向与磁场和电流组成的平面垂直,即与电流和磁场方向都垂直,故B正确;
C、只要通电直导线与磁场方向不平行,导线就会受到安培力的作用,故C错误;
D、磁感应强度只与磁场本身有关,故D错误;
故选:B
一根长为0.20m的直导线,垂直于某匀强磁场方向放置,当导线中通有1A的电流时,导线受到的安培力大小为0.08N,则:
(1)磁场的磁感应强度为多大?
(2)当导线中的电流增大为2A时,导线受到的安培力为多大?此时磁场的磁感应强度为多大?
(3)当通电导线与磁场方向平行时,导线受到的安培力为多大?此时磁场的磁感应强度为多大?
正确答案
解析
解:(1)根据F=BIL得,磁感应强度为:B==T=0.4T
(2)根据安培力的大小公式得:F=BIL=0.4×2×0.2N=0.16N;
因磁场的磁感应强度与安培力,电流及导线长度无关,则磁场的磁感应强度为0.4T.
(3)当通电导线与磁场方向平行时,导线受到的安培力为零,而磁场的磁感应强度仍为0.4T.
答:(1)磁场的磁感应强度为0.4T.
(2)当导线中的电流增大为2A时,导线受到的安培力为0.16N;此时磁场的磁感应强度为0.4T;
(3)当通电导线与磁场方向平行时,导线受到的安培力为零;此时磁场的磁感应强度为0.4T.
【本题供选修1-1的考生作答】
在匀强磁场中,有一5cm长的导线和磁场垂直,当导线通过的电流是2A时,导线受到的安培力是0.1N,那么磁感应强度B=______T;现将导线长度增大为原来的4倍,通过电流减小为原来的一半,那么磁感应强度B=______T.
正确答案
1
1
解析
解:根据磁感应强度的定义式,有:B==T=1T,
由此可知该处的磁感应强度为1T,这与导线的放置、长短、电流大小等因素无关,即该处的磁感应强度有磁场本身决定.
故答案为:1,1.
如图所示,两平行金属导轨间的距离L=0.40m,金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°,在导轨所在平面内,分布着磁感应强度B=0.50T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场.金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.50Ω的直流电源.现把一个质量m=0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上,导体棒恰好静止.导体棒与金属导轨垂直、且接触良好,导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.5Ω,金属导轨电阻不计,g取10m/s2.已知sin37°=0.60,cos37°=0.80,求:
(1)作出导体棒的受力图;
(2)通过导体棒的电流;
(3)导体棒受到的安培力大小;
(4)导体棒受到的摩擦力.
正确答案
解析
解:(1)导体棒受重力,支持力,摩擦力和沿斜面向上的安培力,故受力分析图如图:
(2)由欧姆定律得:I=
(2)导体棒受到的安培力大小为:F=BIL=0.5×1.5×0.4N=0.3N
(3)假设导体棒受到的摩擦力沿导轨向上. 根据左手定则,导体棒受到的安培力沿导轨向上.则由平衡条件得:
F+f=mgsinθ
得:f=mgsinθ-F=-0.06N,沿斜面向下
答:(1)受力分析如图
(2)通过导体棒的电流是1.5A;
(3)导体棒受到的安培力大小为0.3N;
(4)导体棒受到的摩擦力大小为0.06N,方向沿斜面向下.
如图所示,磁场方向竖直向下,通电直导线ab由水平位置1绕a点在竖直平面内转到位置2,通电导线所受安培力是( )
正确答案
解析
解:通电直导线所受的安培力F=BILsinα,α是导线与磁场方向的夹角,由题知,B、I、L不变,α减小,则F减小;
根据左手定则判断可知,安培力方向始终与纸面垂直向里或向外,保持不变.故B正确,ACD错误.
故选:B.
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