- 磁场对通电导线的作用
- 共6047题
(2016•大连模拟)如图所示,两根轻质丝线悬挂一根长为L的水平金属棒ab,金属棒处于垂直纸面向里的匀强磁场中,当金属棒中通有大小为I,方向由a到b的电流时,每根丝线受到的拉力大小为F;当金属棒中通有大小也为I,方向由b到a的电流时,每根丝线受到的拉力大小为2F,试求匀强磁场的磁感应强度的大小.
正确答案
解:电流方向由a到b,安培力方向向上,根据平衡有:2F+BIL=mg,
电流方向由b到a时,安培力方向向下:2F+2F=mg+BIL
由以上两式解得:B=.
答:匀强磁场的磁感应强度的大小为.
解析
解:电流方向由a到b,安培力方向向上,根据平衡有:2F+BIL=mg,
电流方向由b到a时,安培力方向向下:2F+2F=mg+BIL
由以上两式解得:B=.
答:匀强磁场的磁感应强度的大小为.
如图所示的匀强磁场中,一根垂直于磁场方向长l=1m的直导线,通有I=2A的电流强度,方向由a向b,此时该导线受到的磁场的作用力大小为F=0.4N.
(1)在图中画出该直导线所受磁场力的方向.
(2)该磁场的磁感应强度大小B是多少?
(3)如果其他条件都不发生改变,只将直线中的电流强度改变为I′=0.5A,那么这时匀强磁场的磁感应强度大小是多少?
正确答案
解:(1)根据左手定则,安培力方向竖直向上;
(2)磁感应强度:
B==
=0.2T;
(3)磁感应强度由磁场本质的属性决定与通电导线无关,故磁感应强度仍为B=0.2T.
答:(1)如图所示.
(2)该磁场的磁感应强度大小B是0.2T;
(3)匀强磁场的磁感应强度大小是0.2T.
解析
解:(1)根据左手定则,安培力方向竖直向上;
(2)磁感应强度:
B==
=0.2T;
(3)磁感应强度由磁场本质的属性决定与通电导线无关,故磁感应强度仍为B=0.2T.
答:(1)如图所示.
(2)该磁场的磁感应强度大小B是0.2T;
(3)匀强磁场的磁感应强度大小是0.2T.
将长为2m的导线ac从中点b折成如图所示的形状,放入B=
T的匀强磁场中,abc平面与磁场垂直.若在导线abc中通入4A的直流电,则整个导线所受安培力大小为______N.
正确答案
解:设ab=bc=l,由题意有:l=1m
导线在磁场内有效长度为L=2lsin60°,故整个通电导线受到安培力大小为:
F=BIL=BI•2lsin60°=×4×2×1×
N=6N,
故答案为:6
解析
解:设ab=bc=l,由题意有:l=1m
导线在磁场内有效长度为L=2lsin60°,故整个通电导线受到安培力大小为:
F=BIL=BI•2lsin60°=×4×2×1×
N=6N,
故答案为:6
如图所示,一根长L=0.2m的金属棒放在倾角为θ=37°的光滑斜面上,并通以I=5A电流,方向如图所示,整个装置放在磁感应强度为B=0.6T,垂直斜面向上的匀强磁场中,金属棒恰能静止在斜面上,则该棒的重力为多少?
正确答案
解:棒子所受的安培力F=BIL=0.6×5×0.2N=0.6N.
结合受力分析图,根据共点力平衡得:N.
答:该棒的重力为1N
解析
解:棒子所受的安培力F=BIL=0.6×5×0.2N=0.6N.
结合受力分析图,根据共点力平衡得:N.
答:该棒的重力为1N
(2015秋•太原校级期末)如图所示为电流天平,可以用来测量匀强磁场的磁感应强度,它的右臂挂着矩形线圈,匝数为n,线圈的水平边长为L,处于匀强磁场内,磁感应强度B的方向与线圈平面垂直,当线圈中通过电流I时,调节砝码使两臂达到平衡.然后使磁场反向,大小不变,这时需要在左盘中增加质量为m的砝码,才能使两臂再次达到新的平衡.(重力加速度为g)
(1)导出用n、m、L、I、g计算B的表达式;
(2)当n=10,L=10.0cm,I=0.10A,m=5.00g时,磁感应强度是多少?(取g=10m/s2)
正确答案
解:(1)设左右砝码质量分别为m1、m2,线圈质量为m0,当磁场方向垂直向里时,根据平衡条件有:
m1g=(m0+m2)g-nILB
当磁场方向垂直向外时,根据平衡条件有:
(m1+m)g=(m0+m2)g+nILB
联列解得:
(2)代入数值解得:B=0.25T
答:(1)导出用n、m、L、I、g计算B的表达式为;
(2)当n=10,L=10.0cm,I=0.10A,m=5.00g时,磁感应强度是0.25T
解析
解:(1)设左右砝码质量分别为m1、m2,线圈质量为m0,当磁场方向垂直向里时,根据平衡条件有:
m1g=(m0+m2)g-nILB
当磁场方向垂直向外时,根据平衡条件有:
(m1+m)g=(m0+m2)g+nILB
联列解得:
(2)代入数值解得:B=0.25T
答:(1)导出用n、m、L、I、g计算B的表达式为;
(2)当n=10,L=10.0cm,I=0.10A,m=5.00g时,磁感应强度是0.25T
如图为电流天平,可以用来测量匀强磁场的磁感应强度,它的右臂挂着矩形线圈,匝数为n,线圈的水平边长为l,远小于竖直边长,线圈总电阻为R,下端水平边处于匀强磁场内,磁感应强度B的方向与线圈平面垂直,当在线圈中央的正方形区域内加一垂直线面向里且均匀增加的匀强磁场B‘,且B'=kt时,调节砝码使两臂达到平衡,然后使B'反向,规律不变,这时需在左盘中增加质量为m的砝码,才能使两臂再达到新的平衡,求B=?
正确答案
解:当B的方向垂直纸面向外,开始线圈所受安培力的方向向向上,电流方向相反,则安培力方向反向,变为竖直向下,相当于右边多了两倍的安培力大小,需要在左边加砝码.有mg=2nBIL,
根据法拉第电磁感应定律,E=
闭合电路欧姆定律,则有I=
因B‘=kt,所以B=
答:此时磁感应强度大小为.
解析
解:当B的方向垂直纸面向外,开始线圈所受安培力的方向向向上,电流方向相反,则安培力方向反向,变为竖直向下,相当于右边多了两倍的安培力大小,需要在左边加砝码.有mg=2nBIL,
根据法拉第电磁感应定律,E=
闭合电路欧姆定律,则有I=
因B‘=kt,所以B=
答:此时磁感应强度大小为.
(2014秋•莱州市期末)如图所示,一根长为0.2m,电流为5A的通电直导线,放在磁感应强度为0.2T的水平方向的匀强电场中,则导线受到的安培力大小是______N,方向______.
正确答案
解:导线与磁场垂直,故导线受到的安培力为:F=BIL=0.2×5×0.2N=0.2N.
由左手定则可知导线受到的安培力竖直向上上.
故答案为:0.2 竖直向上
解析
解:导线与磁场垂直,故导线受到的安培力为:F=BIL=0.2×5×0.2N=0.2N.
由左手定则可知导线受到的安培力竖直向上上.
故答案为:0.2 竖直向上
在磁感应强度B=0.3T的匀强磁场中,放置一根长l=10cm的直导线,导线中通过I=2A的电流.求以下情况,导线所受的安培力:
(1)导线和磁场方向垂直;
(2)导线和磁场方向平行.
正确答案
解:(1)当时垂直时,F=BIL=0.3×2×0.1N=0.06N
(2)导线和磁场方向平行,所受安培力为F=0
答:(1)导线和磁场方向垂直安培力为0.06N;
(2)导线和磁场方向平行安培力为0
解析
解:(1)当时垂直时,F=BIL=0.3×2×0.1N=0.06N
(2)导线和磁场方向平行,所受安培力为F=0
答:(1)导线和磁场方向垂直安培力为0.06N;
(2)导线和磁场方向平行安培力为0
如图所示,在磁感应强度B=4.0×10-2T的匀强磁场中,有一根与磁场方向垂直、长L=0.1m的通电直导线ab,通过直导线的电流强度I=5A.求:
(1)直导线在磁场中受到的安培力的大小;
(2)在图中标出安培力的方向.
正确答案
解:
(1)安培力大小公式,则有:F=BIL
解得:F=4×10-2×5×0.1=2×10-2N
(2)根据左手定则,则有:方向如图,
答:(1)直导线在磁场中受到的安培力的大小为2×10-2N;
(2)在图中标出安培力的方向水平向右.
解析
解:
(1)安培力大小公式,则有:F=BIL
解得:F=4×10-2×5×0.1=2×10-2N
(2)根据左手定则,则有:方向如图,
答:(1)直导线在磁场中受到的安培力的大小为2×10-2N;
(2)在图中标出安培力的方向水平向右.
在赤道上,地磁场可以看成沿南北方向并且与地面平行的匀强磁场.如果在赤道上有一条沿东西方向的水平直导线,长为20m,导线中通有由西向东的电流30A.地磁场对这根导线的作用力大小为0.03N.试求:
(1)该导线处的地磁场大小是多少?
(2)如果将导线中的电流增加至100A,地磁场对该导线的作用力又是多大?
正确答案
解:(1)由F=BIL可得
B=
(2)受到的安培力为F=BIL=5×10-5×20×100N=0.1N
答:(1)该导线处的地磁场大小是5×10-5T
(2)如果将导线中的电流增加至100A,地磁场对该导线的作用力为0.1N
解析
解:(1)由F=BIL可得
B=
(2)受到的安培力为F=BIL=5×10-5×20×100N=0.1N
答:(1)该导线处的地磁场大小是5×10-5T
(2)如果将导线中的电流增加至100A,地磁场对该导线的作用力为0.1N
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