- 磁场对通电导线的作用
- 共6047题
(2014秋•青州市校级期末)如图所示,PQ和MN为水平、平行放置的金属导轨,相距1m,导体棒ab跨放在导轨上,棒的质量m=0.2kg,棒的中点用细绳经滑轮与物体相连,物体质量M=0.3kg,棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5,匀强磁场的磁感应强度B=2T,方向竖直向下,为了使物体匀速上升,应在棒中通入多大的电流?方向如何?
正确答案
解析
解:导体棒的最大静摩擦力大小为fm=0.5mg=1N,M的重力为G=Mg=3N,则fm<G,要保持导体棒匀速上升,则安培力方向必须水平向左,则根据左手定则判断得知棒中电流的方向为由a到b.
根据受力分析,由平衡条件,则有F安=T+2f=BIL,
所以=
=2.5A;
答:为了使物体匀速上升,应在棒中通入2.5A的电流,流过棒的电流方向为由a到b.
ab、cd为两根相距离2m的平行金属导轨,水平放置在竖直向下的匀强磁场中,一根质量为3.6kg的金属体,当通以5A的电流时,金属棒沿导轨做匀速直线运动,当金属棒中电流达到10A时,金属棒的加速度为2.5m/s2.求:匀强磁场中的磁感应强度B的大小.
正确答案
解析
解:金属棒做匀速直线运动时,由平衡条件有:F1=I1LB
由于受力平衡,金属棒与导轨间摩擦力F等于其安培力F1
即:F=F1=I1LB
当电流达到10 A时,F2=I2LB=2F1
根据牛顿第二定律有:F2-F=ma
由以上各式可得:B=0.9 T
答:匀强磁场中的磁感应强度B的大小为0.9T
长度为L的通电导体棒,水平放在光滑绝缘斜面上,整个装置处在如图所示的匀强磁扬中,在以下四种情况下,导体棒可能静止在斜面上的是( )
正确答案
解析
解:A、杆子受竖直向下的重力、水平向右的安培力和垂直于斜面向上的斜面的支持力,若三个力平衡则静止,故A正确;
B、杆子受重力、水平向左的安培力,支持力,合力不为零,故B错误;
C、导体棒受重力、沿斜面向下的安培力,垂直与斜面斜向上的支持力,由共点力平衡可知,C错误;
D、导体棒受重力、竖直向下的安培力、垂直与斜面斜向上的支持力,由共点力平衡可知,D错误;
故选:A
关于磁场,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、奥斯特首先发现电流能够产生磁场,证实了电和磁存在着相互联系,故A错误;
B、磁通量表示穿过磁场中某一积面的磁感线条数,当磁感应强度与平面平行时,磁通量为零,故磁感线越密的地方磁感应强度越大,但磁通量不一定越大.故B错误.
C、根据左手定则可知,通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟磁场方向垂直,故C错误;
D、当导线电流方向和磁场方向相同或相反时,电流不受安培力作用,此时磁感应强度并不为零,故D正确;
故选:D
两根平行放置的长直导线a和b通有大小分别为I和2I、方向相同的电流,a受到的磁场力大小为F,当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后,a受到的磁场力为零,则此时b受到的磁场力大小为( )
正确答案
解析
解:物体间力的作用是相互的,物体间的相互作用力大小相等,方向相反,
a受到的磁场力为F,则b受到的磁场力也为F,如图1所示;
当加入匀强磁场后,a受到的磁场力为零,如图2所示,
则F=F1,F1=BIL=F,F2=2BIL=2F,则b受到的合力F合=F+F2=F+2F=3F;
故选C.
如图所示,金属细棒质量为m,用两根相同轻弹簧吊放在水平方向的匀强磁场中.弹簧的倔强系数为K.棒ab中通有稳恒电流,棒处于平衡,并且弹簧的弹力恰好为零.若电流大小不变而方向相反,则( )
正确答案
解析
解:A、B金属棒原来在磁场中受到重力、安培力,二力平衡,则安培力大小为F=mg
当电流大小不变,方向相反时,安培力的大小不变,方向相反,平衡时,则有F+mg=2F弹,解得F弹=mg.故A正确,B错误.
C、D根据胡克定律得:F弹=kx,得x=.故C正确,D错误.
故选AC
如图所示,光滑的水平桌面处在方向竖直向下的匀强磁场中,桌面上平放着一根一端开口、内壁光滑的绝缘细管,细管封闭端有一带电小球,小球直径略小于管的直径,细管的中心轴线沿y轴方向.在水平拉力F作用下,试管沿x轴方向匀速运动,带电小球能从细管口处飞出.带电小球在离开细管前的运动过程中,关于小球运动的加速度a、沿y轴方向的速度vy、拉力F以及管壁对小球的弹力做功的功率P随时间t变化的图象分别如图所示,其中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、在x轴方向上的速度不变,则在y轴方向上受到大小一定的洛伦兹力,根据牛顿第二定律,小球的加速度不变.故A错误.
B、在y轴方向做匀加速直线运动,速度均匀增大.故B错误.
C、管子在水平方向受到拉力和球对管子的弹力,球对管子的弹力大小等于球在x轴方向受到的洛伦兹力大小,在y轴方向的速度逐渐增大,则在x轴方向的洛伦兹力逐渐增大,所以F随时间逐渐增大.故C错误.
D、管壁对小球的弹力等于小球在x轴方向受到的洛伦兹力,大小随时间均匀增大,根据P=Fv,知弹力做功的功率P随时间t均匀增大.故D正确.
故选D.
如图所示,用细绳悬于O点的可自由转动的通电导线AB放在蹄形磁铁的上方,当导线中通以图示方向电流时,从上向下看,AB的转动方向( )
正确答案
解析
解:画出蹄形磁铁的磁感线分布,如图,由于导线左右两侧所在磁场方向相反,所受的安培力方向相反,所以将整个导线分成左右两段研究,根据左手定则判断得知:左半段所受的安培力方向垂直纸面向外,右半段所受安培力的方向垂直纸面向内,从上往下看,导线将逆时针转动;
考虑转动90°时的特殊位置的情况:导线所受的安培力方向向下,所以若没有细绳,导线将逆时针转动,同时下降.故B正确,A、C、D错误.
故选:B
如图所示,一条形磁铁放在水平桌面上,在磁铁右上方固定一根与磁铁垂直的长直导线.当导线中通以由外向内的电流时( )
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左下方,
根据牛顿第三定律得知,导线对磁铁的安培力方向斜向右上方,磁铁有向右运动的趋势,受到向左的摩擦力,同时磁铁对地的压力减小.故AB错误,CD正确.
故选:CD
(2015秋•诸暨市校级期末)如图所示是“探究影响通电导线在磁场中受力的因素”的装置图.实验时,先保持导线通电部分的长度不变,改变电流大小;然后保持电流不变,改变导线通电部分的长度.对该实验,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据左手定则可知,当导线中的电流反向时,导线受到的安培力方向也会发生变化;故A错误;
B、接通“1、4”,当电流增加为原来的2倍时,根据安培力的公式:F=BIL可知,通电导线受到的安培力加倍.故B正确;
C、D、由题图可知,接通“1、4”时导线的长度是接通“2、3”时导线长度的3倍,所以根据安培力的公式:F=BIL可知,保持电流不变,接通“1、4”时导线受到的安培力是接通“2、3”时的3倍.故C错误,D正确;
故选:BD
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