- 磁场对通电导线的作用
- 共6047题
倾角为θ的两根平行金属导轨通过电源相连,一光滑的金属棒ab垂直导轨放置,如图所示.当在导轨所在空间加上一竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B1时,金属棒恰能静止.改变磁场方向,使其垂直导轨平面向上,且磁感应强度大小为B2时,金属棒才能在原位置静止.求两种情况下磁感应强度大小之比.
正确答案
解析
解:两种情况下金属棒的受力分析如图,当磁场方向竖直向上时,安培力方向水平向右,根据共点力平衡得,FA1=mgtanθ=B1IL.则.
当磁场方向垂直导轨平面向上,安培力方向沿斜面向上,根据共点力平衡得,FA2=mgsinθ=B2IL,则.所以
.
故两种情况下磁感应强度大小之比为1:cosθ.
在赤道上某处有一支避雷针.当带有负电的乌云经过避雷针上方时,避雷针开始放电,不考虑地磁偏角,则地磁场对避雷针的作用力的方向为( )
正确答案
解析
解:当带有负电的乌云经过避雷针上方时,避雷针开始放电形成瞬间电流,负电电荷从上而下通过避雷针,所以电流的方向为从下而上,磁场的方向从南向北,根据左手定则,安培力的方向向西.故D正确,A、B、C错误.
故选:D.
关于磁感应强度和通电直导线所受的安培力,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量,故A正确;
B、根据左手定则可知,安培力方向与磁场和电流组成的平面垂直,即与电流和磁场方向都垂直,B错误;C也错误;
D、当电流方向与磁场的方向平行,所受安培力为0,而此时的磁感应强度不为零,故D错误.
故选:A.
(2015秋•德阳期末)如图所示,在与水平方向成60°的光滑金属导轨间连一电源,在相距1m的平行导轨上放一重力为3N的金属棒ab,棒上通以3A的电流,磁场方向竖直向上,这时棒恰好静止.
求:(1)ab棒对导轨的压力;
(2)匀强磁场的磁感应强度B.
正确答案
解析
解:作出受力侧视图,如图.导体棒处于静止状态,根据平衡条件得:
F安=mgtan60°=3N,
FN==2mg=6N,
根据牛顿第三定律得ab棒对导轨的压力大小为6N,方向垂直导轨向下.
又导体棒与磁场垂直,F安=BIL,则有:B==
=
T
答:(1)ab棒对导轨的压力大小为6N,方向垂直导轨向下.
(2)匀强磁场的磁感应强度B为T.
如图所示,相互垂直的绝缘光滑斜面上,用两平行轻质软导线拴接导体棒a,b,并跨在斜面两边上.导体棒水平放置,空间存在水平向右垂直导体棒的匀强磁场,在软导线上接一电源,两导体棒恰好静止不动.已知a,b的质量分别是m1=0.2kg,m2=0.1kg,电阻分别为R1=5Ω,R2=2.5Ω;平行软导线的宽度为l=1m,电阻不计;电源电动势E=5V,内阻不计;左侧斜面倾角为37°,重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.判断a导体棒受到的安培力方向并求出磁感应强度B的大小.
正确答案
解析
解:由闭合电路的欧姆定律可知
通过导体棒a的电流为,受到的安培力为F1=BI1L=B×1×1N=BN,根据左手定则可知a受到的安培力方向竖直向下,
通过导体棒b的电流为,受到的安培力为F2=BI2L=B×2×1N=2BN,根据左手定则可知b受到的安培力方向竖直向下
通过对ab受力分析可知由共点力平衡可得(F1+m1g)sin37°=(F2+m2g)sin53°
解得B=0.4T
答:a导体棒受到的安培力方向竖直向下,磁感应强度B的大小为0.4T.
(2015秋•宜昌期末)如图所示,一条形磁铁放在水平桌面上,在条形磁铁的左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线,当导线中通以图示方向的电流时(磁铁始终未动)( )
正确答案
解析
解:条形磁铁外部磁场又N指向S,根据左手定则知,直导线所受的安培力的方向斜向右下方,根据牛顿第三定律知,条形磁铁所受力的方向斜向做上方,可知条形磁铁有向左的运动趋势,所受的摩擦力方向向右,磁铁对桌面的压力减小.故AD正确,BC错误.
故选:AD
(2015秋•珠海期末)如图所示,方向水平的匀强磁场B中,一根粗细均匀的通电导体置于水平桌面上,电流方向与磁场方向垂直.此时,导体对桌面有压力.要使导体对桌面的压力为零,下列措施可行的是( )
正确答案
解析
解:A、开始导线受重力、支持力和向上的安培力处于平衡,增大电流强度,安培力增大,则支持力会减小到零.故A正确.
B、减小磁感应强度,则安培力减小,支持力增大.故B错误.
C、使电流反向,安培力方向向下,支持力等于重力和安培力之和,一定不为零.故C错误.
D、磁场反向,安培力方向向下,支持力等于重力和安培力之和,一定不为零.故D错误.
故选:A.
(2015秋•宿州期末)如图所示的四个图中,分别标明了通电导线在磁场中的电流方向、磁场方向以及通电导线所受安培力的方向,其中正确的是( )
正确答案
解析
解:根据左手定值可知:
A图中的安培力应该垂直磁感线竖直向下,故A错误;
B图中的安培力应该垂直磁感线竖直向下,故B错误;
C图中的安培力应该垂直磁感线竖直向下,故C正确;
D图中的安培力应该垂直于电流方向斜向下,故D错误.
故选:C.
电动机是利用______力使线圈在磁场中转动;而显像管是利用______力使电子在磁场中偏转.
正确答案
安培
洛伦兹
解析
解:根据电动机线圈通电,处于磁场中,从而受到安培力作用,使线圈在磁场中转动;
而显像管中电子在加速后,在磁场中受到洛伦兹力作用,从而发生偏转,
故答案为:安培,洛伦兹.
质量为m,长度为L的金属细杆放在倾角为θ的斜面上,杆与斜面间的动摩擦因数为μ.杆中通有垂直纸面向里的恒定电流.整个装置处在如图所示的匀强磁场中,金属杆处于静止状态. 其中杆与斜面间的摩擦力可能为零的是( )
正确答案
解析
解:A、根据左手定则判断出该图中安培力的方向水平向右,所以该导体棒受到的摩擦力可能为0.故A正确;
B、根据左手定则判断出该图中受到的安培力的方向竖直向上,导体棒受到的重力,安培力的合力可以为0,故B正确;
C、根据左手定则判断出该图中安培力的方向竖直向下,所以该导体棒受到的摩擦力不能为0.故C错误;
D、根据左手定则判断出该图中安培力的方向沿斜面向上,所以该导体棒受到的摩擦力可能为0.故D正确.
故选:ABD
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