- 磁场对通电导线的作用
- 共6047题
如图所示,平行光滑导轨相距20cm,金属棒MN质量为0.02kg,其电阻值R0=1.0Ω,匀强磁场竖直向上,磁感应强度1.0T,电源电动势12V,内阻r=1Ω,倾角θ为53°.接通电源后,MN棒在导轨上刚好静止,求电路中的电阻R是多少?
正确答案
解析
解:金属棒受重力mg、支持力N、安培力F的作用,力图如图.根据平衡条件得:
mgsinθ=BILcosθ
则有:I=
代入解得:I=A
根据欧姆定律得:I=
代入数据得:R=7Ω
答:变阻器的电阻为7Ω.
如图,在光滑斜面上,垂直纸面放置一根直导体棒,在导体棒中通过纸面向里电流时欲使导体棒静止在斜面上,所加匀强磁场的磁感应强度的方向正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B外加匀强磁场的磁感应强度B的方向垂直斜面向上时,根据左手定则知,安培力沿斜面向上,还受到支持力和重力,三力可以使导体棒处于平衡状态,相反,所加的磁场方向垂直斜面向下,安培力沿斜面向下,导体棒不能处于平衡状态;故A正确,B错误.
C、D外加匀强磁场的磁感应强度B的方向竖直向上时,根据左手定则知,安培力水平向右,能使导体棒保持平衡,相反,B的方向竖直向下时,导体棒不可能处于平衡状态.故C正确,D错误;
故选:AC.
如图所示,把长为L的导体棒置于竖直向下的匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B,导体棒与磁场方向垂直,棒中通有电流I,则导体棒所受安培力的大小为______.
正确答案
BIL
解析
解:由于导体棒与磁场方向垂直,则安培力为:F=BIL
故答案为:BIL
某电磁秋千的工作原理如图,当秋千摆到最低点时,底端的磁铁靠近磁控开关K时使其闭合,螺线管通电对磁铁产生向外的推力,使秋千荡起来;当秋千远离磁控开关K时,磁控开关断开,秋千荡到最高点靠自身重力返回,返回到最低点时再次使磁控开关K闭合,秋千被推向另一边,如此反复,使秋千不停的荡起来.下列关于电磁秋千中的电源说法正确的是( )
正确答案
解析
解:螺线管通电对磁铁产生向外的推力,故螺线管上端为N极,由右手定则判断出电流方向,故电源右端为正极,且在整个过程中电流方向不变,故为直流电源,故B正确;
故选:B
把一根长为L=10cm的直导线垂直磁感应线方向放入如图所示的匀强磁场中,该磁场的磁感应强度B的大小为5×10-7T.若该导线中通以I=3A的电流,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:由公式F=BIL
代入数据得:F=1.5×10-7N
方向:根据左手定则,导线所受安培力方向垂直于导线向上;
答:此时导线所受安培力F的大小为1.5×10-7N.
如图所示,A、B为两个闭合金属环挂在光滑的绝缘杆上,其中A环固定.现给A环中分别通以如图所示的四种电流,其中能使B环在0~t1时间内始终具有向右加速度的是( )
正确答案
解析
解:同向电流相互吸引,异向电流相互排斥,知两线圈的运动情况是相互远离,因此穿过线圈B的磁通量必须增加,根据楞次定律可知,为阻碍磁通量增加,所以线圈B向右运动,且加速.故C正确,A、B、D错误.
故选C.
如图所示,质量为m、边长为L的正方形线圈ABCD由n匝导线绕成,导线中通有顺时针方向大小为I的电流,在AB边的中点用细线竖直悬挂于轻杆右端,轻杆左端通过竖直的弹簧与地面相连,轻杆可绕杆中央的固定转轴O在竖直平面内转动.在图中虚线的下方,有与线圈平面垂直的匀强磁场,磁感强度为B,平衡时,CD边水平且线圈有一半面积在磁场中,忽略电流I产生的磁场,穿过线圈的磁通量为______;弹簧受到的拉力为______.
正确答案
mg+nBIL
解析
解:穿过线圈的磁通量为:=
;
根据左手定则可知,CD边所受安培力为nBIL,而方向竖直向下;
由杠杆平衡条件得:mg+nBIL=F拉,
解得:F拉=mg+nBIL
故答案为:,mg+nBIL
将一小段通电直导线垂直于磁场方向放入一匀强磁场中,忽略电流对匀强磁场的影响,图中图象能正确反映各量间关系的是( )
正确答案
解析
解:A、F与IL成正比,IL增大,F也会增大.故A错误;
B、B由磁场本身主决定,不受F的影响.故B正确;
C、F与IL成正比,IL增大,F也会增大.故C正确;
D、B由磁场本身主决定,不受IL的影响.故D错误.
故选:BC
如图所示,在匀强磁场中有一通电直导线,电流方向垂直纸面向里,则直导线受到的安培力方向是( )
正确答案
解析
解:根据左手定则:伸开左手,拇指与手掌垂直且共面,磁感线向右穿过手心.四指指向电流方向,则指向纸里,拇指指向安培力方向:向下.
故选:C
如图所示,内壁光滑,水平放置的玻璃圆环内,有一直径略小于环口径的带正电的小球,以速率v0沿逆时针方向匀速圆周运动.若在此空间突然加上方向竖直向上,磁感应强度B随时间成正比增加的变化磁场,设运动过程中小球带电量不变,那么( )
正确答案
解析
解:磁感应强度竖直向上,B随时间成正比增加,由楞次定律可知,变化的磁场产生的感生电场沿顺时针方向;
小球带正电,小球所受电场力沿顺时针方向,与小球的运动方向相反,小球做减速运动,当小球速度减小到零后,小球沿顺时针方向加速运动,速度又不大增加;
A、小球在水平面内做圆周运动,环对小球的弹力与小球所受的洛伦兹力提供向心力,小球做逆时针减速运动时,洛伦兹力与向心力方向相反,则环对小球的弹力减去洛伦兹力等于向心力,当小球速度为0时,向心力和洛伦兹力均为0,则环对小球的弹力为0,即小球对玻璃环的压力减小了,故A错误;
B、由于小球的速度先减小后增大,由洛伦兹力公式f=qvB可知,小球受到的磁场力先减小后增大,故B错误;
C、小球先沿逆时针方向减速运动,过一段时间后沿顺时针方向加速运动,故C正确;
D、洛伦兹力始终与小球的运动方向垂直,磁场力对小球不做功,故D错误;
故选C.
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