- 磁场对通电导线的作用
- 共6047题
如图所示,由均匀的电阻丝组成的等边三角形导体框,垂直磁场放置,将AB两点接入电压恒定的电源两端,通电时,线框受到的安培力为F,若将AB边移走,则余下线框受到的安培力大小为( )
正确答案
解析
解:根据左手定则判断出各段受到的安培力的方向,如图
由于曲线ACB上产生的安培力等效于长AB上的电线产生的安培力,所以等效电路为r和2r并联,并联后总电阻为:
根据欧姆定律:并联的电流:I1=
I2=
则安培力F1=
余下线框受到的安培力大小为:F2=BI2L==
故选:C.
如图所示,在倾角为α的光滑固定斜面上,垂直纸面放置一根长为L,质量为m的直导体棒.在导体棒中的电流I垂直纸面向里时,欲使导体棒静止在斜面上,下列外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向正确是( )
正确答案
解析
解:A、外加匀强磁场的磁感应强度B的方向垂直斜面向上,则沿斜面向上的安培力、支持力与重力,处于平衡状态,则大小B═mg;故A正确;
B、外加匀强磁场的磁感应强度B的方向垂直斜面向下,则沿斜面向下的安培力、支持力与重力,所以棒不可能处于平衡状态,故B错误;
C、外加匀强磁场的磁感应强度B的方向竖直向上,则水平向右的安培力、支持力与重力,处于平衡状态,则大小B=mg;故C正确;
D、外加匀强磁场的磁感应强度B的方向竖直向下,则水平向左的安培力、支持力与重力,所以棒不可能处于平衡状态,故D错误;
故选:AC
如图所示,矩形金属框CDEF用两根绝缘细线悬挂于天花板上,其中CD和EF质量均为m,CF和DE重力不计,金属框处于竖直向下的匀强磁场中.现使金属框中通过图中所示的恒定电流.当系统稳定后,则( )
正确答案
解析
解:EF棒受到重力、水平方向的安培力和两个金属杆的拉力,其中安培力:F2=BIL
设金属杆EF与竖直方向的夹角为θ,则:tanθ=;
由左手定则可知,EF边将垂直纸面向外偏离至某处.如图对CD棒和EF棒组成的系统进行受力分析(从左向右看),整体受到两个重力,两个安培力和两个绝缘绳子的拉力,
竖直方向受力平衡,所以绳子仍然沿竖直方向,得:2T=mg+mg=2mg
解得:T=mg;
由以上分析可知,只有选项D正确.
故选:D.
(2015秋•龙海市校级期末)如图所示,质量为M、长为L的直导线通有垂直纸面向外的电流I,被一绝缘线拴着并处在匀强磁场中,导线能静止在倾角为θ的光滑斜面上,则磁感应强度B的大小和方向可能是( )
正确答案
解析
解:A、安培力沿斜面向上大小为Mgtanθ.而重力和支持力的合力等于Mgsinθ小于安培力,所以导线有沿斜面往上的运动趋势,故A错误;
B、无所谓B的大小安培力均为0.而绳的拉力,重力和支持力可以满足平衡条件,故B正确;
C、安培力竖直向上,重力和安培力平衡,没有支持力和拉力,故C正确;
D、安培力垂直斜面向上大小为Mg,沿斜面方向分解重力.因为Mg>Mgcosθ,所以导线有离开斜面的运动趋势,故D错误;
故选:BC.
在斜角θ=30°的光滑导体滑轨A和B的上端接入一个电动势E=3V,内阻不计的电源,滑轨间距L=10cm,将一个质量m=30g,电阻R=0.5Ω的金属棒水平放置在滑轨上,若滑轨周围加一匀强磁场,当闭合开关S后,金属棒刚好静止在滑轨上,如图所示,求滑轨周围空间所加磁场磁感应强度的最小值及其方向.
正确答案
解析
解:闭合开关S后金属棒上有电流流过,且金属棒保持静止,由闭合电路欧姆定律,得I==
=6 A
金属棒静止在滑轨上,它受到重力mg和滑轨支持力N的作用,因轨道光滑,仅此二力金属棒不可能平衡,它必然还受到垂直于滑轨平面的磁场的安培力的作用才能平衡.根据题意和左手定则判断出,磁场方向垂直滑轨面斜向下,金属棒受到磁场的安培力沿斜面上,如图8所示.进一步受力分析得出,若金属棒平衡,则它受到的安培力F应与重力沿斜面向下的分量mgsinθ大小相等,方向相反
F-mgsinθ=0①
由F=BIL代入①得
BIL=mgsinθ
B==
=0.25 T
答:垂直滑轨面斜向下 磁场磁感应强度的最小值0.25 T
如图所示,条形磁铁放在水平粗糙桌面上,它的右上方附近固定有一根长直导线,导线中通与了方向垂直纸面向里(即与条形磁铁垂直)的电流,与原来没有放置通电导线时相比较,磁铁受到的支持力N和摩擦力f的变化情况是( )
正确答案
解析
解:以导线为研究对象,由左手定则判断得知导线所受安培力方向斜向右下方;
根据牛顿第三定律得知,导线对磁铁的安培力方向斜向左上方,磁铁有向左运动的趋势,受到向右的摩擦力,同时磁铁对地的压力减小;
故选:AD.
如图所示,导体棒ab长L=0.2m,阻值R0=0.5Ω,质量m=0.02kg,用两个轻质导线连接挂到天花板下,导体棒水平,电源的电动势E=2V,内阻 r=1.5Ω,定值电阻 R=18Ω.匀强磁场垂直纸面向里,大小为 B=10T.(重力加速度 g=10m/s2)求:
(1)电键k打开时,每个轻质导线的拉力多大.
(2)电键k闭合后,每个轻质导线的拉力又是多大.
正确答案
解析
解:(1)电键k打开时,对于导体棒ab有:
mg=2T
代入数据解得:T=0.1N
(2)电键k闭合后,由闭合电路欧姆定律得:
解得:I=A=0.1A
对于导体棒ab,由平衡得:
2T′=mg+F
再由安培力公式得:
F=BIL
代入数据解得:T′=0.2N
答:(1)电键k打开时,每个轻质导线的拉力是0.1N;
(2)电键k闭合后,每个轻质导线的拉力又是0.2N.
关于安培力和洛伦兹力,以下说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、当带电粒子的运动方向与磁场方向平行时,带电粒子不受洛伦兹力作用,故A错误;
B、当通电导线电流方向与磁场方向平行时,通电导线不受安培了,故D错误;
C、由左手定则可知,洛伦兹力与粒子的运动方向垂直,即与位移方向垂直,在洛伦兹力方向上,
带电粒子没有位移,洛伦兹力对带电粒子不做功,故C正确
D、通电导线在磁场中不受安培力,可能是导线与磁场平行,但磁场不一定为零,故D错误
故选:C
下面四图中的通电导线静止在斜面上,其中摩擦力可能为零的是( )
正确答案
解析
解:A、杆子受重力,水平向右的安培力和斜面的支持力,若三个力平衡,不受摩擦力.故A正确;
B、杆子受重力、竖直向上的安培力,若重力与安培力相等,则二力平衡,则不受摩擦力.故B正确.
C、杆子受重力、竖直向下的安培力、支持力,要想处于平衡,一定受摩擦力.故C错误;
D、杆子受重力、水平向左的安培力,支持力,要想处于平衡,一定受摩擦力.故D错误;
故选:AB
(2016春•吉林校级月考)在磁场中某一点,有一根长1cm的通电导线,导线中的电流为5A,这根导线与磁场方向垂直时,所受的安培力为5×10-2N,求
①磁感应强度的大小;
②这根导线与磁场方向平行时,所受的安培力.
正确答案
解析
解:①当导线与磁场方向垂直时,磁感应强度的大小为:
B=
②当通电导线与磁场方向平行时,导体棒不受安培力,故为0
答:①磁感应强度的大小为1T
②这根导线与磁场方向平行时,所受的安培力为 0
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