- 磁场对通电导线的作用
- 共6047题
欧姆在探索通过导体的电流和电压、电阻关系时,因无电源和电流表,他利用金属在冷水和热水中产生电动势代替电源,用小磁针的偏转检测电源,具体做法是:在地磁场作用下处于水平静止的小磁针上方,平行于小磁针水平放置一直导线,当该导线中通有电流时,小磁针会发生偏转;当通过该导线电流为I1时,小磁针偏转了30°,问当他发现小磁针偏转了60°,通过该直导线的电流为I2(直导线在某点产生的磁场与通过直导线的电流成正比)( )
正确答案
解析
解:当通过电流为I,根据题意可知:地磁场、电流形成磁场、合磁场之间的关系为:
当夹角为30°时,有:B1=kI=B地tan30°…①
当夹角为60°时,有:B2=kI1=B地tan60°…②
由①②解得:I1=3I,故ACD错误,B正确.
故选:B
如图所示,用两条一样的弹簧秤吊着一根铜棒,铜棒所在的虚线框范围内有垂直纸面的匀强磁场,棒中通入自左向右的电流.当棒静止时,两弹簧秤的示数均为F1;若棒中的电流方向反向,当棒静止时,两弹簧秤的示数均为F2.且F2>F1,根据上面所给的信息,可以确定的是( )
正确答案
解析
解:A、因为电流反向时,弹簧秤的读数F2>F1,所以可以知道电流自左向右时,导体棒受到的磁场力方向向上,根据左手定则可以确定磁场的方向为垂直纸面向里,故A正确;
B、由于无法确定电流大小,所以磁感应强度的大小不知,故B错误;
C、D、令铜棒的重力为G,安培力的大小为F,则由平衡条件得:
2F1=G-F…①
当电流反向时,磁场力变为竖直向下,此时同样根据导体棒平衡有:
2F2=G+F…②
由①和②可得:
G=F1+F2
F=F2-F1
因此可确定安培力的大小与铜棒的重力,故C正确,D正确;
故选:ACD.
根据磁场对电流会产生作用力的原理,人们研制出一种新型的炮弹发射装置--电磁炮,它的基本原理如图所示,下列结论中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、要使炮弹沿导轨向右发射,即为安培力作用,根据左手定则可知,必须通以自M向N的电流.故A正确;
B、要使炮弹沿导轨向右发射,即为安培力作用,根据左手定则可知,必须通以自M向N的电流.故B错误;
C、要想提高炮弹的发射速度,即增大安培力的大小,所以可适当增大电流或磁感应强度,故C正确;
D、若使电流和磁感应强度的方向同时反向,则安培力方向不变,所以炮弹的发射方向不变,故D错误;
故选:AC
一段长1m,通过1A电流的直导线,关于在磁感应强度为B的匀强磁场中所受安培力F的情况,正确的是( )
正确答案
解析
解:长度为0.2m的通电直导线,若放置于匀强磁场的磁感应强度中,通入电流为2.5A,
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2N,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.
把一根长为L=20cm的直导线垂直磁感线方向放入如图所示的匀强磁场中.试问:
(1)如a图所示:当导线中通以自A向B的电流I1=2A时,导线受到的安培力大小为1.0×10-6N,该磁场的磁感应强度B的大小为多少?
(2)如b图所示:若把该导线在平面内从中点折成θ=60°,自A向B通以I2=3A的电流,试求此时导线所受安培力F的大小,并在图中画出安培力的方向.
正确答案
解析
解:(1)根据安培力计算公式可知:
(2)如图所示,AB等效长度
此时的安培力
安培力的示意图如图所示
答:(1)磁场的磁感应强度B的大小为2.5×10-6T
(2)时导线所受安培力F的大小7.5×10-7T,
如图所示,质量为m=50g,长L=10cm的铜棒,用长度相等的两根轻软导线悬吊在竖直向上的匀强磁场中,导线跟铜棒的接触良好,磁感应强度B=0.5T.当导线中通入某恒定电流后,铜棒恰好偏离竖直方向37°而静止.求:铜棒中所通恒定电流的大小和方向.(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
正确答案
解析
解:导体棒内通以恒定电流后,棒向外偏转,可知棒受到的安培力向外,由左手定则可知,导体中应通以由a向b的电流.
对导体棒受重力,绳的拉力,安培力,侧视图如图(从右向左看):由图可得:
BIL=mgtan37°,
解得:I=.
答:铜棒中的电流方向为a到b,大小为7.5A.
如图所示,两条间距为d,表面光滑的平行金属导轨M、N,导轨平面与水平面的倾角为θ,导轨的一端有一电池组与M、N相连,整个装置处在方向竖直向下、磁感强度为B的匀强磁场中.现将一质量为m的水平金属棒PQ与轨道垂直地置于导轨上,这时两导轨与金属棒在回路中的电阻值为R,PQ棒刚好处于静止状态.设电池组的内阻为r,试计算电池组的电动势E,并标明极性.
正确答案
解析
解:如图,金属棒受mg、N和F作用处于静止,依平衡条件,可知F方向必水平向右,再依左手定则可知金属棒电流流向是P流向Q;故
对金属棒依平衡条件得:Nsinθ=F
Ncosθ=mg
根据安培力大小公式F=BIL
及闭合电路欧姆定律,E=I(r+R)
由上两式,解得:
答:电池组的电动势E为,正负极如图所示
某同学在课外设计了一个小实验,如图所示,扁圆柱形的钕铁硼强磁铁(S极朝上)吸住自攻螺丝的下端(螺丝下部扁平),一段软导线(多股细铜丝)的上端与电池的负极接触良好,下端像电刷似的接触圆柱形磁铁侧壁,则螺丝和磁铁便一起绕中心竖直轴转动起来,设电源电动势为E,电路总电阻为R,下列判断正确的是( )
正确答案
解析
解:小磁铁产生的磁场方向为斜向下流向磁铁,对小磁铁分析,根据左手定则判断得出安培力的方向,知螺丝钉俯视顺时针快速转动.因为电源消耗的总功率大于热功率,所以EI>I2R,则I<.故B正确,A、C、D错误.
故选:B.
如图所示,与水平面成α角、宽为L的倾斜平行金属导轨,处在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中.当回路电流强度为I时,金属杆ab水平静止在光滑导轨上,金属杆ab所受安培力为F,斜面的支持力为N,则下列判断正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B、由于ab棒与磁场垂直,所以导体棒ab受到安培力的大小为:F=BIL;
导体棒中电流方向为b→a,由左手定则判断可知导体棒ab受到安培力的方向为垂直于杆方向水平向右;故A错误,B错误;
C、D、对导体棒受力分析,受重力、支持力和安培力,如图所示:
根据共点力平衡条件,有:
N==
故C正确,D错误;
故选:C.
(2015秋•蚌埠期末)如图所示为一种自动跳闸的闸刀开关,O是转动轴,A是绝缘手柄,C是闸刀卡口,M、N接电源线,Q为绝缘底坐.闸刀处于垂直纸面向里、B=1T的匀强磁场中,CO间距离为10cm,当磁场力为0.2N时,闸刀开关会自动跳开.则要使闸刀开关能跳开,CO中通过的电流的大小和方向为( )
正确答案
解析
解:由F=BIL得,I==
=2A;
由左手定则判断,电流方向O→C;
故选:BD.
扫码查看完整答案与解析