- 磁场对通电导线的作用
- 共6047题
如图所示,甲图中的导体棒ab长为L,放在匀强电场中与场强E夹角为θ,乙图中的通电导线cd长为L,电流强度为I,放在垂直纸面向里的匀强磁场中与水平方向夹角为θ,磁感强度为B,下列判断正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B、Uab=Ed=ELcosθ,则A错误,B正确
C、D、因B与I垂直,则F=BIL,则C正确,D错误
故选:BC
把一根通电的硬直导线ab放在磁场中,导线所在区域的磁感线呈弧线,如图所示,导线可以在空中自由移动和转动,导线中的电流方向由a到b.以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:磁感线如图所示,
A、则由图示可知左侧导体所处的磁场方向斜向上,右侧导体所处的磁场斜向下,则由左手定则可知,左侧导体受力方向向外,右侧导体受力方向向里,故从上向下看,小磁针应为逆时针转动;当导体转过90°时,由左手定则可得导体受力向下,故可得出导体运动为逆时针转动的同时还要向下运动.即为a端转向纸外,b端转向纸里,且靠近磁铁,同时导线受到的安培力的方向一定与导线垂直.故B正确,A错误;
C、由左手定则,结合通电导线左半部分受到安培力方向垂直纸面向外,右半部分安培力方向垂直向纸面向里,导致通电导线从上向下(俯视)看逆时针转动,可知,磁感线方向是从左向右;当导线转过一小角度后,同时受到安培力向下,向下移动,因此要么由条形磁铁提供磁场,也可能是蹄形磁铁,也可能通电直导线提供磁场,故D正确,C错误;
故选:BD
质量为m、长度为L的导体棒MN静止于水平导轨上,导轨间的距离为d,通过MN的电流为I,匀强磁场的磁感应强度为B,方向与导轨平面成θ角斜向下,如图所示,求MN受到的支持力和摩擦力.
正确答案
解析
解:通过导体棒的电流 I,则导体棒受到的安培F=BIL
根据左手定则可知:安培力的方向如图所示,
受力分析f=Fsinθ 方向为:水平向左
N=mg+Fcosθ,方向为:竖直向上
答:则棒受到的支持力的大小为mg+Fcosθ; 方向为:竖直向上.
摩擦力的大小为Fsinθ,方向为:水平向左.
一根长为0.1m,电流为5A的通电导线,放在磁感应强度为0.2T的匀强磁场中,且与磁场方向垂直,导线受到的安培力是______N.
正确答案
0.1
解析
解:电流的方向与磁场的方向垂直,则安培力F=BIL=0.2×5×0.1N=0.1N.
故答案为:0.1N
如图所示导体框中电流为I,导体框垂直于磁场放置,磁场磁感应强度为B,AB与CD相距为d,则在图甲、乙两种情况下,导体棒MN和MON受到的安培力为______、______(图乙中MN连线垂直于框架AB、CD)
正确答案
垂直于MN斜向下
垂直于MN向右
解析
解:根据左手定则,可知甲图安培力方向垂直于MN斜向下,而乙图分别对OM、ON作出安培力,再进行合成.则有合力的方向垂直于MN向右.
如图为“电流天平”示意图,它可用于测定磁感应强度B.在天平的右端挂有一矩形线圈,设其匝数为5匝,底边cd长20cm,放在待测匀强磁场中,使线圈平面与磁场垂直.设磁场方向垂直于纸面向里,当线圈中通入如图方向的电流I=100mA时,两盘均不放砝码,天平平衡.若保持电流大小不变,使电流方向反向,则要在天平左盘加质量m=8.2g砝码天平才能平衡.则cd边所受的安培力大小为______N,磁感应强度B的大小为______ T.
正确答案
4.1×10-2
0.41
解析
解:开始时cd边所受的安培力方向竖直向上,电流反向后,安培力的方向变为竖直向下.相当于右边了两个安培力的重量.即mg=2FA.
FA==
=4.1×10-2N,
根据安培力公式F=BIL,则B==
×
=0.41T
故答案为:4.1×10-2;0.41.
把长L=0.2m的导体棒置于匀强磁场中,使导体棒和磁场方向垂直,如图所示.若导体棒中的电流I=2.0A,方向向左,导体棒受到的安培力大小为4×10-3N求:
(1)安培力的方向如何?
(2)磁感应强度大小.
(3)若导体棒中电流大小为3A,则导体棒所受安培力多大?
正确答案
解析
解:(1)由图看出,根据左手定则判断可知,安培力的方向竖直向下
(2)导体棒与匀强磁场垂直,则磁感应强度为:
(3)导体棒与匀强磁场垂直,则安培力大小为:F′=BI′L=0.01×0.2×3N=6×10-3N
答:(1)安培力的方向竖直向下
(2)磁感应强度大小0.01T.
(3)若导体棒中电流大小为3A,则导体棒所受安培力6×10-3N.
如图所示为一同学自制的测量电流强度大小和方向的装置.一匀质细金属棒MN的中点与竖直悬挂的绝缘弹簧相连,处在磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中.与MN右端相接的轻指针可指示标尺上的电流度数.若金属棒长0.3m,ab边长0.2m,匀质细金属棒质量m=20g.没有电流通过时,MN处于平衡状态,指针指在零位置,如图所示.当通以方向N指向M的电流时,指针上移1.5cm,并指在1.5A位置;若通以方向M指向N的电流,指针向下移2cm,则指针所指的电流大小为( )
正确答案
解析
解:根据胡克定律可知,弹簧的行变量的改变量与弹簧的弹力的改变量也成正比,第一次向上1.5cm,说明安培力:
FA1=k•△x1=BI1L
第二次向下2cm,说明安培力:
FA2=k•△x2=BI2L
两式联立可以得到:
I1:I2=△x1:△x2=3:4
故I2=2A
故选:B
如图所示,一根长度L的直导体棒中通过以大小为I的电流,静止放在导轨上,垂直于导体棒的匀强磁场的磁感应强度为B,B的方向与竖直方向成θ角,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据左手定则可得导体棒受力分析如图所示.B与I垂直,故导体棒受到磁场力大小为F=BIL,故A错误;
B、根据共点力平衡规律得:BILsinθ+Fn=mg,得导体棒对轨道的压力大小为Fn=mg-BILsinθ,故B正确;
C、由于导体棒受到的是静摩擦力,因而受到静摩擦力大小要运用力的平衡规律求解,即为Ff=BILcosθ,故C错误;
D、一个带电粒子沿垂直于磁场方向射入匀强磁场中,由于使沿途空气电离而消耗粒子的能量,使粒子的动能逐渐减小,故D正确.
故选:BD
(2015秋•九江期末)静止在光滑水平面上的条形磁铁左端和轻弹簧连接,轻弹簧的另一端固定在墙上,在条形磁铁的上方偏右位置(如图)固定有通电直导线,电流垂直纸面向内,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:(1)磁铁的磁感线在它的外部是从N极到S极,因为长直导线在磁铁的中心偏右位置,所以此处的磁感线是斜向右下的,电流的方向垂直与纸面向里,根据左手定则,导线受磁铁给的安培力方向是斜向左下,
(2)长直导线是固定不动的,根据物体间力的作用是相互的,导线给磁铁的反作用力方向就是斜向右上的;
(3)导线给磁铁的反作用力方向就是斜向右上的,将这个力在水平和竖直分解,因此光滑平板对磁铁支持力减小,
由于在水平向右产生分力,所以弹簧产生拉力,弹簧长度将变长.
故选:C.
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