热门试卷

解：（1）在导轨通有电流I时，炮弹作为导体受到磁场施加的安培力为：

F=ILB=100×4000×0.2N=8×104N

（2）由动能定理：Fx=

弹体从静止加速到4000m/s，轨道至少要x==20m

（3）由F=ma得：

a=，

由v=at得：

t=

发射过程产生的热量：Q=I2（R+r）t=40002×（0.4+0.6）×0.01J=1.6×105J

弹体的动能：

系统消耗的总能量为：E=Ek+Q=1.76×106J

答：（1）弹体所受安培力大小8×104N；

（2）弹体从静止加速到4km/s，轨道至少要20m

（3）弹体从静止加速到4km/s过程中，该系统消耗的总能量1.76×106J；

解：（1）由F=BIL可得导体棒受到的安培力为：F安=BIL=0.8×4×1N=3.2N                                    

（2）导体棒做匀速运动，所受到的安培力与摩擦力大小相等，f=F安=3.2N，又因为f=µFN，所以µ==0.16                    

（3）当电流为10A时，导体棒受到的安培力为：F′=BIL=0.8×10×0.5N=4N

由牛顿第二定律可知：F′-f=ma

代入数据解得：a=2.4m/s2

答：（1）导体棒受到的安培力有3.2N

（2）导体棒受到的摩擦因数为0.16

（3）若导体棒中通过的电流为10A时，导体棒获得的加速度为2.4m/s2

解：R与R1并联后的电阻为：R′===0.32Ω

根据闭合电路欧姆定律：I===3A

则Iab=×3=2.4A

根据平衡条件：IabLB=f

代入数据得f=0.048N

由左手定则判断安培力方向向右，则摩擦力方向水平向左；

答：此时ab所受的摩擦力的大小f=0.048N，方向水平向左．

解：导体棒受到的滑动摩擦力为：Ff=μmg   

受到的安培力为：F=BIL

由于物体匀速上升，则由平衡条件可得：BIL=Mg+μmg

代入数据解得：I=2A             

安培力的方向水平向左，根据左手定则知，电流的方向由b至a．

答：为了使物体匀速上升，应在棒中通入2A的电流，方向由b至a．

解：金属棒静止在导轨上，受到重力G、导轨的支持力N和安培力F，由左手定则可知安培力方向水平向右，由平衡条件得：

F=Gtan30°

又因有：F=BId

联立解得：G==2N；

答：ab杆所受重力为2N．

解：由于导线和磁场方向垂直，所以直导线受到安培力的大小为：

F=BIL=2×5×0.2m=2N

由左手定则可得安培力的方向竖直向上．

答：导线受到安培力的大小我2N，方向竖直向上．

解：（1）根据平衡条件知金属棒受向里的安培力，由左手定则知磁场方向斜向下；         

安培力为：F=BIL

电流强度为：

竖直方向上有：BILsin37°=mg

代入数据解得：B=1.25T

（2）当导体由向上的运动趋势时有：

BILsin37°-mg-μBILcos37°=0

代入数据解得：B=2.68T

当导体棒有向下的运动趋势时有：BILsin37°+μBILcos37°-mg=0

代入数据解得：B=0.28T

故磁场范围为0.28T≤B≤2.68T

答：（1）此磁场是斜向下，如金属棒与导轨光滑接触，磁感应强度B为1.25T

（2）它与导轨间的动摩擦因数μ=0.4，且假定最大静摩擦力等于滑动摩擦力，匀强磁场强度B的大小取值范围是0.28T≤B≤2.68T

解：（1）要使弹簧恢复原长，安培力方向应向上，由左手定则可判定电流方向为由M向N；当安培力等于重力时弹簧恢复原长，有：

BIL=mg，

解得：．

（2）电流方向改变而大小不变，导体棒受到的安培力大小不变，方向与原来相反，由弹力与安培力和重力平衡：

2kx=BIL+mg，

即：2kx=2mg，

解得：．

答：（1）要使弹簧恢复原长，应通入由M向N的电流；电流强度为5A．

（2若使电流方向改变而大小不变，稳定后弹簧的伸长量为0.02m．

解：（1）线圈中产生的感应电动势的平均感应电动势为：

最大值表达式为：Em=nBSω

代人数据得：Em=50×0.1×0.3×0.4×l0 V=6 V

（2）如果线圈以（水平方向）XX′为轴，仍以ω=10rad/s的角速度匀速转动，则（1）中的结论还是相同，因为平均感应电动势与磁通量的变化率有关，最大电动势为nBSω不变，故都相同；

（3）回路中电流为：I=

当线圈以XX′为轴力矩为：N•m=0.018N•m

以YY′为轴力矩为：N•m=0.018N•m

答：（1）线圈从图示位置起转过角度的过程中，平均感应电动势，最大感应电动势是6V

（2）如果线圈以（水平方向）XX′为轴，仍以ω=10rad/s的角速度匀速转动，则（1）中的结论还是相同．

（3）线圈总电阻R=2.0Ω（不考虑感抗），当线圈以XX′为轴和以YY′为轴，从图示位置转过时，所受的作用力矩各0.018N•m