- 磁场对通电导线的作用
- 共6047题
在一根长为0.4m的直导线中通过2A的电流,将导线垂直放在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中,则导线受到的安培力大小是多少?
正确答案
解析
解:由题意的:F=BIL
代入数据F=BIL=0.5×2×0.4N=0.4N.
答:导线受到的安培力的大小0.4N.
如图,金属棒AB用软线悬挂在磁感应强度为B,方向如图所示的匀强磁场中,电流由A向B,此时悬线张力为T,欲使悬线张力变小,可采用的方法有( )
正确答案
解析
解:A、将磁场方向反向,安培力方向向下,则绳子张力变大.故A错误.
B、改变电流方向,则安培力方向向下,绳子张力变大.故B错误.
C、电流方向不变,增大电流强度,根据F=BIL知,安培力增大,根据共点力平衡知,绳子张力减小.故C正确.
D、将磁场方向不变,增大磁感应强度,根据F=BIL知,安培力增大,根据共点力平衡知,绳子张力减小.故D正确.
故选CD.
一段长0.2m,通过2.5A电流的直导线,放在磁感应强度为B的匀强磁场中,受到的安培力为F,则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:
A、如果B=2T,当直导线垂直于磁场时,则由公式可得安培力的大小为F=BIL=2×2.5×0.2N=1N.若不垂直,则通电导线受到的安培力小于1N,故A错误;
B、如果F=0,直导线可能与磁场平行,则B不一定为零,故B错误;
C、如果B=4 T,若垂直放置时,则安培力大小为F=BIL=4×2.5×0.2N=2N.因此F有可能是1N,故C正确;
D、如果F有最大值,通电导线一定与B垂直,故D错误,
故选:C
一根长为10cm的通电导线,电流为0.1A,处于匀强磁场中,方向与磁场垂直,受到的磁场力为4×10-2N,则磁感应强度为______T;若电流增大到0.2A,此时磁感应强度为______T.
正确答案
4
4
解析
解:通电导线与磁场垂直,则有:
F=BIL
则得:
,
磁感应强度反映磁场本身的强弱和方向,与电流元无关.所以当电场增大时,磁感应强度仍为4T.
故答案为:4,4.
(2016•大庆模拟)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=0.040kg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sin 37°=0.60,cos 37°=0.80,求:
(1)通过导体棒的电流;
(2)导体棒受到的安培力大小;
(3)导体棒受到的摩擦力.
正确答案
解析
解:(1)根据闭合电路欧姆定律,有:I==
=1.5 A;
(2)导体棒受到的安培力:F安=BIL=0.5×1.5×0.4=0.30 N;
(3)导体棒受力如图,将重力正交分解,如图:
F1=mgsin 37°=0.24 N
F1<F安,根据平衡条件:
mgsin 37°+f=F安
代入数据得:f=0.06 N
答:(1)通过导体棒的电流为1.5A;
(2)导体棒受到的安培力大小0.30N;
(3)导体棒受到的摩擦力为0.06N.
(2015秋•枣庄期末)一种简易电流表的原理图如图所示.质量为m的匀质细金属棒MN的两端通过绝缘挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连,弹簧劲度系数为k.在矩形区域abcd内有匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外.金属棒N端连接一个绝缘轻指针,可指示标尺上的读数,MN的长度大于ab的长度.当MN中没有电流通过且处于平衡状态时,MN与矩形区域的AB边重合;当MN中有电流通过时,指针读数可表示电流大小.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:AB、为使电流表正常工作,作用于通有电流的金属棒MN的安培力必须向下.跟左手定则可知金属棒中电流从M端流向N端.故A正确;
B、没有通电流时,mg=k△x
设满量程时通过MN的电流强度为Im,则有:BLIm+mg=k(+△x)
设量程扩大后,磁感应强度变为B′,则有:2B′LIm+mg=k(+△x)
得:B′=B,故B正确;
C、若换一根劲度系数为原来倍的轻弹簧,没有通电流时:mg=k′△x′
设满量程时通过MN的电流强度为Im,则有:BLIm+mg=k′( +△x′)
设量程扩大后,劲度系数变为k,则有:2BLIm+mg=k′(+△x)
得:k′=2k,故c错误;
D、由于BC的分析可得,D错误.
故选:AB.
如图,用两根相同的细绳水平悬挂一段均匀载流直导线MN,电流I方向从M到N,绳子的拉力均为F,为使F大于直导线MN的重力,可能达到要求的方法是( )
正确答案
解析
解:根据左手定则可知,在MN中通入电流,在空间加上垂直与纸面向外的磁场,可以使MN受到向下的安培力,这样可以使MN受到绳子拉力大于直导线MN的重力,具体根据左手定则有:当MN中通入从M到N的电流时,要使安培力向下,可以加上垂直纸面向外的磁场,故A正确,BCD错误.
故选:A
一根容易形变的弹性导线,两端固定.导线中通有竖直向上的电流.当没有磁场时,导线呈直线状态,当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时,描述导线状态的四个图示中错误的是( )
正确答案
解析
解:A、图示电流与磁场平行,导线不受力的作用,故A错误;
B、由左手定则判得,安培力的方向垂直纸面向里,故B错误;
C、由左手定则判得,安培力的方向水平向右,故C错误;
D、由左手定则判得,安培力的方向水平向右,故D正确;
本题选错误的,故选:ABC.
如图所示,电磁炮是一种新型的发射炮弹的装置.把待发射的炮弹放在匀强磁场中的两平行导电导轨上,给导轨通以大电流,炮弹作为一个载流导体在磁场作用下沿导轨加速,使炮弹获得极大的发射速度.下列各俯视图中正确表示磁场B方向的是( )
正确答案
解析
解:A、由左手定则可知,图示磁感应强度方向使炮弹受到的安培力向后,不符合实际,故A错误;
B、由左手定则可知,图示磁感应强度方向使炮弹受到的安培力向前,符合实际,故B正确;
C、由左手定则可知,炮弹不受安培力,不符合要求,故C错误;
D、由左手定则可知,炮弹不受安培力,不符合要求,故D错误;
故选:B.
在匀强磁场里,有一条长0.5m的通电导线,导线中的电流为4A,若这条导线与磁场方向垂直时,受到的安培力为2.0N,求:
(1)该处磁场的磁感应强度大小;
(2)若该导线与磁场方向变为平行时,导线中的电流不变,则该处磁场的磁感应强度又为多大?此时该导线所受安培力多大?
正确答案
解析
解:(1)电流与磁场垂直,则磁感应强度:
B==
=1T
(2)磁场强度是由磁场本身决定的,故若该导线与磁场方向变为平行时,该处磁场的磁感应强度仍为1T;
此时该导线所受安培力为0;
答:(1)该处磁场的磁感应强度大小为1T;
(2)若该导线与磁场方向变为平行时,导线中的电流不变,则该处磁场的磁感应强度仍为1T,此时该导线所受安培力为0N.
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