- 磁场对通电导线的作用
- 共6047题
如图,通电直导线处于足够大的匀强磁场中,导线与水平面夹角θ=300,导线中通过的电流为I,为了增大导线的安培力,可采取的办法是( )
正确答案
解析
解:A、由公式F=BIL,当增大电流时,可增大通电导线所受的磁场力.故A正确;
B、由公式F=BIL,减小磁感应强度B,通电导线所受的磁场力减小.故B错误;
C、当使导线在纸面内顺时针转30°时,导线长度没有变化,则所受磁场力不变,故C错误;
D、当使导线在纸面内逆时针转60°时,导线长度没有变化,则所受磁场力不变,故D错误;
故选:A
(2015秋•延边州校级期末)图所示为电流天平,可以用来测量匀强磁场的磁感应强度.它的右臂挂着矩形线圈,匝数为n,线圈的水平边长为l,处于匀强磁场内,磁感应强度B的方向与线圈平面垂直.当线圈中通过电流I时,调节砝码使两臂达到平衡.然后使电流反向,大小不变.这时需要在左盘中增加质量为m的砝码,才能使两臂再达到新的平衡.若m=10g,n=10匝,I=0.1A,l=10cm,g=10m/s2,则磁感应强度为( )
正确答案
解析
解:已知m=10g=0.01kg,l=10cm=0.1m
根据平衡条件有:mg=2nBIL
故选:A
如图所示的四种情况,通电直导体均置于匀强磁场中,其中通电导线不受安培力的是( )
正确答案
解析
解:根据左手定则来确定安培力的方向,其内容:伸开左手,大拇指与四指在同一平面,且与四指垂直,让磁感线穿过掌心,四指向为电流的方向,则大拇指向为安培力的方向.
A选项受到到安培力方向水平向左;B选项受到安培力方向水平向右;D选项受到安培力方向垂直纸面向里.
而C选项,由于通电导线与磁感线平行,所以不受磁场力.
故选:C
如图所示,在倾角为θ=30°的斜面上,固定一宽L=0.25m的平行金属导轨,在导轨上端接入电源和滑动变阻器R.电源电动势E=12V,内阻r=1Ω,一质量m=40g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好.整个装置处于磁感应强度B=0.80T、垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计),取g=10m/s2,要保持金属棒在导轨上静止,
(1)若金属导轨是光滑的,求滑动变阻器R接入电路中的阻值.
(2)若金属导轨与金属棒之间的最大静摩擦力为0.1N,求滑动变阻器R接入电路中的阻值范围.
正确答案
解析
解:(1)设滑动变阻器的阻值为R,则回路中的电流为:I=
有共点力平衡可知:mgsinθ=BIL
联立解得:R=11Ω
(2)当滑动变阻器R取值较大,I较小时,安培力F较小,在金属棒重力的分力作用下金属棒有沿框面下滑的趋势,金属棒所受的静摩擦力框面向上,金属棒刚好不下滑时,满足平衡条件,则得:
BL+f-mgsinθ=0
解得:Rmax=13Ω
当安培力较大,摩擦力方向沿框面向下时:
BL-f-mgsinθ=0
得:Rmin=7Ω
答:(1)滑动变阻器R接入电路中的阻值为8Ω.
(2)滑动变阻器R的取值范围应为7Ω≤R≤13Ω.
如图,轻直导线杆ab沿垂直轨道方向放在水平平行足够长的光滑轨道上,金属轨道所在区域充满竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=2T,轨道间距L为1m,当给ab杆施加一个大小为4N、方向水平向左的外力时,闭合开关K,ab杆恰好静止不动,已知电源内阻r=1Ω,电阻R为4Ω,ab杆接入电路的电阻R1为4Ω,导轨电阻不计,求:
(1)杆静止时,通过杆的电流是多大?
(2)电源电动势多大?
(3)若断开开关K后,ab杆的最大运动速度是多大?
正确答案
解析
解:(1)ab棒受到的安培力与拉力平衡,故:F=FA
FA=BIL
故:I==
=2A
(2)总电流:
I总=2I=4A
根据闭合电路欧姆定律,有:
E=I总(r+)=4×(1+2)=12V
(3)若断开开关K后,杆速度最大时,有:
F=FA=BI′L
I′=
故:vm==
=8m/s
答:(1)杆静止时,通过杆的电流是2A;
(2)电源电动势为12V;
(3)若断开开关K后,ab杆的最大运动速度是8m/s.
(2012秋•荔湾区校级期末)如图,通电直导线平行于磁场方向放置于匀强磁场中,关于通电直导线所受安培力,判断正确的是( )
正确答案
解析
解:电流方向与磁场方向平行,故不受安培力,即安培力为零;
故选:B.
如图,在同一水平面内的两导轨相互平行,并处在竖直向上的匀强磁场中,一根质量为1.5Kg的金属棒放在宽为2m的导轨上,当金属棒中的电流为5A时,金属棒做匀速运动;当金属棒中的电流增加到8A时,金属棒获得2m/s2的加速度,金属棒始终与导轨垂直.求
(1)摩擦力的大小
(2)磁感应强度大小
(3)要使金属棒获得3m/s2的加速度,通过的电流是多少?
正确答案
解析
解:(1)(2)电流为5A时,根据平衡条件:BI1L=f
即:B×5×2=f
电流为8A时,根据牛顿第二定律:BI2L-f=ma2
即:B×8×2-f=1.5×2
解得:f=5N,B=0.5T
(3)加速度为3m/s2时,根据牛顿第二定律:BI3L-f=ma3
代入数据解得:I=9.5A
答:(1)摩擦力的大小是5N;
(2)磁感应强度大小是0.5T;
(3)要使金属棒获得3m/s2的加速度,通过的电流是9.5A.
如图所示,在垂直纸面向外的匀强磁场中,一根长l=0.2m的直导线垂直磁场方向放置,当导线中通以I=5A的电流时,导线受到的安培力F=l N.问:
(1)通电导线所在空间的磁感应强度B的大小为多少?
(2)若通电导线的电流增大到I′=6A,其他条件保持不变,则此时导线受到的安培力F′的大小为多少?
正确答案
解析
解:(1)当导线中通以I=5A的电流时,导线受到的安培力F=lN,故磁感应强度为:
B=
(2)通电导线的电流增大到I′=6A,磁感应强度不变,故导线受到的安培力F′为:
F′=BI′L=1×6×0.2=1.2N
答:(1)通电导线所在空间的磁感应强度B的大小为1T;
(2)导线受到的安培力F′的大小为1.2N.
下面的几个图显示了磁场对通电直导线的作用力,其中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、磁场向上,电流向里,根据左手定则可得,安培力的方向水平向右,所以A错误;
B、磁场向左,电流向外,根据左手定则可得,安培力的方向向下,所以B错误;
C、磁场向里,电流向左,根据左手定则可得,安培力的方向向下,所以C正确;
D、磁场向外,电流向外,它们的方向相同,不受安培力的作用,所以D错误.
故选:C.
将长0.5m通过4A电流的通电直导线放在匀强磁场中,
(1)当导线和磁场方向垂直时,通电导线所受安培力为0.3N,则匀强磁场的磁感应强度B为多大?
(2)若将通电导线中的电流减为2A,则这时匀强磁场的磁感应强度B又为多大?导线受安培力为多大?
正确答案
解析
解:(1)磁场的磁感应强度为:
B==
(2)若将通电导线中的电流减为2A,则这时匀强磁场的磁感应强度仍不变.
导线受到的安培力为:F=BIL=0.15×2×0.5N=0.15N
此时磁感应强度仍为0.15T.
答:(1)磁感应强度为0.15T;
(2)导线受到的安培力为0.15N,磁感应强度为0.15T.
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