- 磁场对通电导线的作用
- 共6047题
请在图中标出电流的方向:
正确答案
解:已知磁场方向向右,安培力向上,根据左手定则,电流方向向外,如图所示:
答:如图所示.
解析
解:已知磁场方向向右,安培力向上,根据左手定则,电流方向向外,如图所示:
答:如图所示.
如图所示,电源、开关与光滑的金属导轨相连,导轨与水平方向成37°角放置,当导线MN放于导轨上时接通电源,通过MN的电流可达5A,把整个装置放在竖直方向的匀强磁场中,则MN刚好静止,试确定磁场的大小与方向.(MN的质量为10g,长为20m)
正确答案
解:磁场方向在竖直方向,由左手定则可知,导体MN所受安培力在水平方向,要使导体MN静止,安培力必须水平向右.
由左手定则可知磁场方向竖直向上.
对MN棒受力分析,根据共点力平衡得
F=mgtanθ,
又F=BIL,
解得 B==
T=7.5×10-4T
答:磁场的大小为7.5×10-4T,方向竖直向上.
解析
解:磁场方向在竖直方向,由左手定则可知,导体MN所受安培力在水平方向,要使导体MN静止,安培力必须水平向右.
由左手定则可知磁场方向竖直向上.
对MN棒受力分析,根据共点力平衡得
F=mgtanθ,
又F=BIL,
解得 B==
T=7.5×10-4T
答:磁场的大小为7.5×10-4T,方向竖直向上.
画出图中导线棒ab所受的安培力方向
正确答案
解:(1)电流的方向由b到a,根据左手定则导线所受的安培力方向水平向右;
(2)电流的方向由b到a,根据左手定则导线所受的安培力方向垂直B斜向下;
(3)电流的方向由a到b,根据左手定则导线所受的安培力方向平行于斜面向下;
如图:
解析
解:(1)电流的方向由b到a,根据左手定则导线所受的安培力方向水平向右;
(2)电流的方向由b到a,根据左手定则导线所受的安培力方向垂直B斜向下;
(3)电流的方向由a到b,根据左手定则导线所受的安培力方向平行于斜面向下;
如图:
小磁针在地球表面某处静止时,N所指的方向与该处子午面的夹角为2°,试说明该处的地磁场的方向是怎样的?
正确答案
解:通过磁针静止位置所作的竖直平面叫做地磁子午面,小磁针静止时N极的指向就是该处的磁场方向,在地球表面,地磁场的方向向北.
所以该处地磁场的方向是与子午面的夹角为2°指向北.
答:该处的地磁场的方向是与子午面的夹角为2°指向北
解析
解:通过磁针静止位置所作的竖直平面叫做地磁子午面,小磁针静止时N极的指向就是该处的磁场方向,在地球表面,地磁场的方向向北.
所以该处地磁场的方向是与子午面的夹角为2°指向北.
答:该处的地磁场的方向是与子午面的夹角为2°指向北
如图所示,导体杆ab的质量为m,电阻为R,放置在与水平面夹角为θ的倾斜金属导轨上,导轨间距为d、电阻不计且光滑.整个装置处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B,电源内阻不计.问:电源电动势E取何值才能使导体杆静止在导轨上?
正确答案
解:导体杆静止在导轨上,受到重力、支持力和安培力三个力作用,如图侧视图所示.
由平衡条件得:
F=mgtanθ
又F=BIL
I=
由以上三式解得:
E=
答:电源电动势E为.
解析
解:导体杆静止在导轨上,受到重力、支持力和安培力三个力作用,如图侧视图所示.
由平衡条件得:
F=mgtanθ
又F=BIL
I=
由以上三式解得:
E=
答:电源电动势E为.
一根长为20cm的通电导线,电流为0.2A,处于匀强磁场中,方向与磁场垂直,受到的磁场力为4×10-3N,则磁感应强度为______;若电流减小到0.1A,此时磁感应强度为______.
正确答案
解:由题,通电导线与磁场垂直,则有
F=BIL
则得 B=
磁感应强度反映磁场本身的强弱和方向,与电流元无关.所以当电场增大时,磁感应强度仍为0.1T.
故答案为:0.1T,0.1T
解析
解:由题,通电导线与磁场垂直,则有
F=BIL
则得 B=
磁感应强度反映磁场本身的强弱和方向,与电流元无关.所以当电场增大时,磁感应强度仍为0.1T.
故答案为:0.1T,0.1T
把一根长L=10cm、质量m=0.01kg的导体棒用等长的细线悬挂在天花板上,导体棒处于水平,磁场方向垂直纸面向里,g取10m/s2.
(1)当导体棒中通以图示方向的电流,且I1=2A,每根细线上的张力刚好为零,求匀强磁场的磁感应强度;
(2)当导体棒中通以与图示相反方向的电流,且I2=2A是,求每根细线承受的拉力大小为多少.
正确答案
解:(1)根据平衡条件:mg=BI1L
代入数据得:B=0.5T
(2)设每根细线受的拉力为F1,根据平衡条件:
2F1=mg+BI2L
代入数据得:F1=0.1N
答:(1)匀强磁场的磁感应强度为0.5T;
(2)每根细线承受的拉力大小为0.1N.
解析
解:(1)根据平衡条件:mg=BI1L
代入数据得:B=0.5T
(2)设每根细线受的拉力为F1,根据平衡条件:
2F1=mg+BI2L
代入数据得:F1=0.1N
答:(1)匀强磁场的磁感应强度为0.5T;
(2)每根细线承受的拉力大小为0.1N.
(2016•大庆模拟)如图所示,在水平面上放置的相距为0.2m的平行金属导轨与电源、电键、导体棒AB、滑动变阻器可构成闭合电路,磁感应强度为B=0.5T的匀强磁场竖直向下,导体棒AB的质量m=0.5kg,它与轨道之间的动摩擦因数μ=0.05.当电键S闭合时,电路中电流为5A(g取10m/s2).求:
(1)此时导体棒AB受到的安培力大小及方向.
(2)此时导体棒AB的加速度大小.
正确答案
解:(1)由题可得,导体AB受到安培力大小 F=BIL=0.5×0.2×5=0.5N
根据左手定则可知,安培力的方向:水平向左
(2)根据牛顿第二定律,AB的加速度a,则:F-μmg=ma
代入数据得:a=0.5m/s2
答:(1)此时导体棒AB受到的安培力大小是0.5N,方向水平向左.
(2)此时导体棒AB的加速度大小是0.5m/s2
解析
解:(1)由题可得,导体AB受到安培力大小 F=BIL=0.5×0.2×5=0.5N
根据左手定则可知,安培力的方向:水平向左
(2)根据牛顿第二定律,AB的加速度a,则:F-μmg=ma
代入数据得:a=0.5m/s2
答:(1)此时导体棒AB受到的安培力大小是0.5N,方向水平向左.
(2)此时导体棒AB的加速度大小是0.5m/s2
在倾角为30°的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为L、质量为m的直导体棒,其中电流大小为I,导体棒处于静止状态.
(1)若磁场方向竖直向下,则磁感应强度B1为多少?
(2)欲使导体棒处于静止状态,所加磁场的磁感应强度最小值B2为多少?方向如何?
正确答案
解:(1)B竖直向下时,对导线导体受力可知
F=ILB
mg=Ncosθ
F=Nsinθ
可得:B=
(2)当磁场方向垂直于斜面斜向下时,磁感应强度最小
F=ILB
F=mgsinθ
可得:B=
答:
(1)若加一方向垂直水平面向上的匀强磁场使导体棒在斜面上静止,该磁场的磁感应强度.
(2)若加一方向垂直斜面向上的匀强磁场,使导体棒在斜面上保持静止,则磁场的磁感应强度,方向垂直于斜面斜向下.
解析
解:(1)B竖直向下时,对导线导体受力可知
F=ILB
mg=Ncosθ
F=Nsinθ
可得:B=
(2)当磁场方向垂直于斜面斜向下时,磁感应强度最小
F=ILB
F=mgsinθ
可得:B=
答:
(1)若加一方向垂直水平面向上的匀强磁场使导体棒在斜面上静止,该磁场的磁感应强度.
(2)若加一方向垂直斜面向上的匀强磁场,使导体棒在斜面上保持静止,则磁场的磁感应强度,方向垂直于斜面斜向下.
两个长度相同的导线,通以大小相同、方向相反的电流,把它们垂直放置于同一个匀强磁场中,则它们所受的安培力大小______,方向______;若电流不相同时,则电流越大,所受的安培力______.
正确答案
解:根据安培力公式F=BIL和左手定则,可知它们所受的安培力大小相等,方向相反;若电流不相同时,则电流越大,所受的安培力越大.
故答案为:相等,相反,越大.
解析
解:根据安培力公式F=BIL和左手定则,可知它们所受的安培力大小相等,方向相反;若电流不相同时,则电流越大,所受的安培力越大.
故答案为:相等,相反,越大.
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