- 磁场对通电导线的作用
- 共6047题
如图所示对磁感强度B、电流I和安培力F方向的相互关系,表示正确的是( )
正确答案
解析
解:A、磁场方向与电流方向平行,不受安培力作用.故A错误.
B、磁场方向垂直纸面向里,根据左手定则,安培力方向垂直电流方向斜向下.故B错误.
C、根据左手定则,安培力方向垂直磁场方向斜向上.故C正确.
D、磁场方向水平向右,电流方向垂直纸面向外,根据左手定则,安培力方向竖直向上.故D错误.
故选:C.
把一根长l=4cm的导线垂直磁感线方向放入如图所示的匀强磁场中,
(1)当导线中通以I1=2A的电流时,导线受到的安培力大小为1.6×10-7N,则该磁场的磁感应强度为多少?
(2)若该导线中通以I2=3A的电流,则此时导线所受安培力大小是多少?方向如何?
正确答案
解析
解:根据磁感应强度的定义B=,得:B=
=
T
若该导线中通以I2=3A的电流,则此时导线所受安培力F′=BIL=2×10-6×3×0.04=2.4×10-7N.
根据左手定则,磁场的方向向里,电流的方向向下,所以安培力的方向垂直于电流的方向向右.
答:(1)该磁场的磁感应强度为2×10-6T;
(2)若该导线中通以I2=3A的电流,则此时导线所受安培力大小是2.4×10-7N;方向垂直于电流的方向向右.
赤道上的地磁场可以看成匀强磁场,长为20cm的通电直导线垂直于地磁场方向放置于赤道上,当导线中电流为30A时,导线受到的安培力大小为3×10-2N.求:
(1)赤道上地磁场的磁感应强度大小;
(2)若导线中的电流减小为20A时,导线受到的安培力大小.
正确答案
解析
解:(1)由安培力大小公式 F=BIL得,
B=.
(2)当导线中的电流减小为20A时,因磁感应强度不变.
F=BI′L=5×10-3×20×0.2N=2×10-2N;
答:(1)赤道上地磁场的磁感应强度大小5×10-3T;
(2)若导线中的电流减小为20A时,导线受到的安培力大小2×10-2N.
一根质量均匀的金属棒MN两端用细软导线连接后悬挂于a、b两点,棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中,棒中电流方向从M流向N,如图所示,此时棒受到导线对它的拉力作用.为使拉力等于零,可以( )
正确答案
解析
解:棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中,棒中通有电流,方向从M流向N,根据左手定则可得,安培力的方向竖直向上,由于此时悬线上有拉力,为了使拉力等于零,则安培力必须增加.所以适当增加电流强度,或增大磁场,故D正确,ABC错误;
故选:D
如图所示,直导线ab长0.8m,质量为200g,用绝缘细线悬挂在匀强磁场中成水平静止状态,磁场的方向垂直纸面.当导线中通以从a到b,大小为1.25A的电流时,两根悬线对棒的拉力恰好为零.求磁场磁感应强度的大小和方向(取g=10m/s2)
正确答案
解析
解:金属细杆在重力、安培力作用下处于平衡状态,安培力和重力等大反向,故安培力方向竖直向上.
根据左手定则,伸开左手大拇指指向上方,四指从a指向b,则手心朝向纸外,故磁感应强度垂直于纸面向里.
金属棒的安培力:F=BIL…①
有二力平衡有:F=mg…②
联立①②代入数据解之得:B=2T
答:该磁场的磁感应强度为2T,方向垂直纸面向里.
在磁场中不同位置先后放置一条短直导线,导线的方向均与磁场方向垂直,在导线中通入不同的电流,导线所受的力也不一样,图中几幅图象表示的是导线受到的力F与通入的电流I的关系,a和b各代表不同位置一组F、I的数据.若已知a的磁感应强度大小大于b的磁感应强度大小,则下列图中可能正确的是( )
正确答案
解析
解:在匀强磁场中,当电流方向与磁场垂直时所受安培力为:F=BIL,由于磁场强度B和导线长度L不变,因此F与I的关系图象为过原点的直线,故C正确,ABD错误.
故选:C
如图所示,ab,cd为两根相距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 金属棒,当通以5A的电流时,金属棒沿导轨做匀速运动;当金属棒中电流增加到8A时,金属棒能获得2m/s2的加速度,求磁感应强度B的大小.
正确答案
解析
解:金属棒匀速运动的时候满足:BI1L=f…①
加速运动的时候满足:BI2L-f=ma…②
联立①②代入数据得:B=1.2T;
答:磁感应强度B的大小为1.2T.
在匀强磁场中放入一通电导线,导线与磁场垂直,长10cm,电流为5A,所受磁场力为0.5N.问:
(1)匀强磁场的磁感应强度多大?
(2)若让导线与磁感线平行.通电导线受到的安培力多大?磁感应强度为多大?
(3)如果电流变为10A,磁感应强度为多大?
(4)若让导线沿着安培力的方向移动1m,安培力所做的功为多少?
正确答案
解析
解:(1)根据感应强度的定义式
故这点的磁感应强度是1T.
(2)该点的磁感应强度由磁场本身决定,与导线的放置方向以及电流大小和导线的长度等无关,故让导线与磁场平行,这点的磁感应强度为1T;
公式F=BIL适用条件为导线与磁场垂直,当导线与磁场平行时,通电导线受到的磁场力为零.
故让导线与磁场平行,这点的磁感应强度为1T,通电导线受到的磁场力为零.
(3)该点的磁感应强度由磁场本身决定,与导线的放置方向以及电流大小和导线的长度等无关,电流变为10A,磁感应强度还是1T
(4)安培力做功为W=FL=0.5×1J=0.5J
答:(1)匀强磁场的磁感应强度1T
(2)若让导线与磁感线平行.通电导线受到的安培力为0,磁感应强度,1T
(3)如果电流变为10A,磁感应强度为多1T
(4)若让导线沿着安培力的方向移动1m,安培力所做的功为0.5J
如图所示,金属棒ab用软导线悬挂在磁感应强度为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场中,ab通以如图所示的电流I,此时悬线有一定的张力,若要使悬线张力为零,必须安培力方向向上,下列做法中有可能实现的是( )
正确答案
解析
解:A、增大磁感强度B,安培力方向仍向下,悬线张力不为零,不符合题意.故A错误.
B、增大ab中的电流I,根据左手定则安培力方向向下,悬线张力不为零,不符合题意.故B错误.
C、改变电流I的方向,安培力改为向上,当安培力与重力平衡时,悬线张力为零,符合题意.故C正确.
D、改变磁感强度B的方向,安培力改为向上,当安培力与重力平衡时,悬线张力为零,符合题意.故D正确.
故选:CD.
长为L=1m通以电流I=0.5A的导线,垂直于磁感线方向放在磁感应强度B=2T的某一匀强磁场中,则该导线受到的安培力大小为( )
正确答案
解析
解:长度为0.5m的通电直导线,垂直放置于匀强磁场的磁感应强度为0.1T,通入电流为1A,则由公式可得安培力的大小为:
F=BIL=2×0.5×1N=1N
故选:C
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