- 磁场对通电导线的作用
- 共6047题
如图所示,用两条一样的弹簧秤吊着一根铜棒,铜棒所在的虚线框范围内有垂直纸面的匀强磁场,棒中通入自左向右的电流.当棒静止时,两弹簧秤示数均为F1;若将棒中电流反向,当棒静止时,两弹簧秤的示数均为F2,且F2>F1,根据上面所给的信息,可以确定( )
正确答案
解析
解:因为电流反向时,弹簧秤的读数F2>F1,所以可以知道电流自左向右时,导体棒受到的磁场力方向向上,根据左手定则可以确定磁场的方向为垂直纸面向里,故A正确,BCD错误;
故选:A
将长0.5m、通过4A电流的通电导线放在匀强磁场中,当导线和磁场方向垂直时,通电导线所受的磁场力为0.3N,则匀强磁场的磁感应强度B的大小为______T.若将通电导线中的电流减为0,则这时导线受安培力为______N.磁场的磁感应强度B的大小为______T.
正确答案
0.15
0
0.15
解析
解:根据F=BIL得,匀强磁场的磁感应强度为:
B==
T=0.15T
当电流减小时,磁感应强度不变,仍为:
B=0.15T
则导线所受的安培力为:
F=BI′L=0.15×0×0.5N=0N
故答案为:0.15,0,0.15
某同学画的表示磁场B、电流I和安培力F的相互关系如图所示,其中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据左手定则可知,A图中安培力方向应该向上,故A正确;
B、根据左手定则可知,B图中安培力应该垂直于磁场斜向上,故B错误;
C、根据左手定则可知,C图中磁场方向和电流方向在同一直线上,不受安培力作用,故C错误;
D、根据左手定则可知,D图中安培力方向垂直于导体棒向上,故D错误.
故选:A.
虚线框内放有某物理器材,它在其上方产生磁场,磁感线呈弧线,如图所示.一根硬直导线ab放在该磁场中,当导线中通过由a到b的电流时,从上向下看,导线会沿逆时针方向转动.则虚线框内的物理器材及放置方式为( )
正确答案
解析
解:由左手定则,结合通电导线左半部分受到安培力方向垂直纸面向外,右半部分安培力方向垂直向纸面向里,导致通电导线从上向下(俯视)看逆时针转动,可知,磁感线方向是从左向右;当导线转过一小角度后,同时受到安培力向下,向下移动,因此要么由条形磁铁提供磁场,要么是通电直导线提供磁场,通电电线的电流方向是垂直纸面向里,故AC正确,BD错误;
故选:AC.
把长L=0.25m的导体棒置于磁感应强度B=1.0×10-2T的匀强磁场中,使导体棒和磁强方向垂直,如图所示.若导体棒的电流I=2.0A,方向向右,求导体棒受到的安培力大小和方向.
正确答案
解析
解:长L=0.25m的导体棒垂直置于磁感应强度B=1.0×10-2T的匀强磁强中,则导体棒受到的安培力大小为
F=BIL=1.0×10-2×2×0.25N=5×10-3N
由左手定则可得:安培力方向竖直向上.
答:导体棒受到的安培力大小为5×10-3;安培力的方向向上.
如图所示用特制的弹簧测力计将一个10匝的线框悬挂在匀强磁场中,线框长为10cm,宽为2cm(引线a、b可与电源相接),线框平面与磁场相垂直.线框通电前弹簧测力计的示数为0.1N,通以1.5A的电流后,弹簧测力计的示数变为0.11N,求:
(1)在线圈上画出通电电流方向;
(2)磁场的磁感应强度为多大?
(3)如果通电线框在磁场中的长度为5cm,那么线框中的磁通量为多大?
正确答案
解析
解:(1)由题意可知,通电后,弹簧测力的示数变大,其差值为0.11N-0.1N=0.01N.则可知,安培力的方向竖直向下,大小即为0.01N.
根据左手定则可知,通电电流的方向顺时针,即从右向左.
(2)由,可知,B=
(3)通电线框在磁场中的长度为5cm,
则由∅=BS可知,线框中的磁通量为Wb.
答:(1)在线圈上画出通电电流方向为从右向左;
(2)磁场的磁感应强度为;
(3)如果通电线框在磁场中的长度为5cm,那么线框中的磁通量为..
如图所示,一根金属棒MN,两端用细软导线连接后悬挂于固定的金属棒PQ上的a、b两点,该导体框处于一足够大的匀强磁场内,该磁场的方向垂直纸面向里.当该磁场强度逐渐增大时,以下判断正确的______:
A.悬线的弹力变小
B.悬线的弹力变大
C.悬线的弹力不变
D.以上说法均不正确.
正确答案
解析
解:当该磁场强度逐渐增大时,根据楞次定律可知回路中感应电流的磁场方向向外,根据安培定则可知MN中电流方向由M指向N,根据左手定则可知MN所受安培力向上,设悬线拉力为T,则有:
T=mg-BIL
由于磁场不断增强,安培力F=BIL逐渐增大,因此悬线拉力T将变小,故BCD错误,A正确.
故选A.
在图中,表示一根通电直导线在匀强磁场受力的情况.已知导线垂直磁场方向,请将未标出的那个物理量方向标出:(在答题纸上标出)
正确答案
解析
解:电流、磁场和安培力三者之间的关系满足左手定则,根据左手定则分别判断后得出第三个量的方向如图中红色的所示.
如图,水平放置的金属导轨M、N,平行地置于竖直向上的匀强磁场中,M、N间距为L=0.5m,磁场的磁感强度大小为B=1T,金属棒ab的质量为m=0.4Kg,放在导轨上且与导轨垂直,棒ab与导轨M、N间的动摩擦因数为0.1,电源电动势为E=2V,内阻不计,R为电阻箱,导轨M、N及棒ab的电阻均不计,g取10m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.求:
(1)当电阻箱阻值R1=5Ω时,闭合电键后棒ab受到的摩擦力为多大?
(2)要使棒ab滑动,电阻箱阻值R2最多为多大?
(3)若电阻箱阻值R3=1Ω,则闭合电键的瞬间,棒ab的加速度为多大?
正确答案
解析
解:(1)闭合电键后棒ab受到的安培力:F=BIl= 最大静摩擦力为μmg=0.4N 则不动
摩擦力f=F=0.2N
(2)要使棒ab滑动,则F= 可得R2≤2.5Ω
(3)由牛顿第二定律: 代入数据可得:a=1.5m/s2
答:1)当电阻箱阻值R1=5Ω时,闭合电键后棒ab受到的摩擦力为0.2N
(2)要使棒ab滑动,电阻箱阻值R2最多为2.5Ω
(3)若电阻箱阻值R3=1Ω,则闭合电键的瞬间,棒ab的加速度为1.5m/s2
通电矩形线框abcd与长直通电导线MN在同一平面内,如图所示,ab边与MN平行.关于MN的磁场对线框的作用力,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:通过安培定则判断出通电导向产生的磁场方向和大小,通过左手定则可知:ab边与cd边受到的安培力方向相反大小不等,线框所受的安培力的合力方向向右,ad边与bc边受到安培力大小相等,方向相反;故线框所受安培力的合力不为零,故ACD错误,B正确;
故选:B
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