热门试卷

解：线框在磁场中受重力、安培力、弹簧弹力处于平衡，安培力为：FB=nBIL，且开始的方向向上，然后方向向下，大小不变．

设在电流反向之前弹簧的伸长x，则反向之后弹簧的伸长为（x+△x），

则有：kx+nBIL-G=0

k（x+△x）-nBIL-G=0

解之可得：△x=，且线框向下移动．

答：此过程中线框位移的大小△x，方向向下．

解：若磁场方向竖直向上，从a向b观察，导体受力情况如图所示．

由平衡条件得：

在水平方向上：F-Nsinθ=0

在竖直方向上：mg-Ncosθ=0

其中：F=BIL

联立解得：

答：导线PQ的重力为0.8N．

解：（1）设当电流表示数为零时，弹簧的伸长量为△x，由平衡条件得：

mg=k•△x；

解得：

（2）当电流为I时，安培力为：FA=BIL

弹簧的伸长量增加，根据胡克定律，为：

=∝I

故刻度均匀；

（3）满量程时通过MN的电流强度为Im，则有：

BImL=ks

解得：

Im=

答：（1）当电流表示数为零时，求弹簧的伸长量为；

（2）证明如上；

（3）此电流表的量程为．

解：（1）受力分析如图d-1所示，导体棒静止时，两环对棒的作用力2N、重力mg和安培力F三力的合力为零．

由安培力公式得：F=BIL=

棒的重力：G=mg=0.06×10N=0.6N 

对整根棒受力分析，由棒平衡知，两环受支持力的总和为：

则N===0.5N   

由牛顿第三定律知，棒对每一只环的压力为0.5N．

（2）右图可知，tanθ====

h=r（1-sinθ）=0.5×（1-）=0.2m   

答：（1）在此位置上，棒对每一只环的压力为0.5N

（2）若已知导体环半径为0.5m，此位置与环底高度差是0.2m

解：

（1）对导体棒受力分析，如图所示，由平衡条件，其合力为零，根据左手定则可知：磁场方向为垂直于斜面向上；

（2）根据闭合电路欧姆定律可得：I=

由平衡条件可得：mgsinθ=BIL     

联立可得：B==T=0.25T

答：

（1）导轨周围空间的磁场方向为垂直于斜面向上；

（2）磁感应强度的大小为0.25T．

解：（1）根据磁感应强度的定义B== T=0.1 T．

（2）匀强磁场中该点的磁感应强度由磁场本身来决定，不因导线长度的改变而改变，因此，B=0.1 T．

根据磁感应强度的定义B=可得，导线长度减小到1 cm，

则它受磁场力F=BIL=0.1×2×10-2 N=2×10-3 N．

（3）匀强磁场中该点的磁感应强度也不因电流的改变而改变，因此，B=0.1 T．

根据磁感应强度的定义B=可得，电流增大为5 A，则它受磁场力F=BIL=0.1×5×2×10-2 N=10-2 N．

答：（1）该处的磁感应强度B是0.1 T　

（2）该处的磁感应强度B不变仍为0.1T，通电导线受磁场力F为2×10-3 N．

（3）该处的磁感应强度B不变仍为0.1T，通电导线受磁场力F为10-2 N．

解：长L=0.25m的导体棒垂直置于磁感应强度B=1.0×10-2T的匀强磁强中，则导体棒受到的安培力大小为：

F=BIL=1.0×10-2×2×0.25N=5×10-3N

（2）1min内通过导体棒某一横截面的电量为：q=It=2×60C=120C

答：（1）导体棒所受安培力的大小为5×10-3N

（2）1min内通过导体棒某一横截面的电量为120C．

解：（1）由闭合电路欧姆定律得电路中的电流为：I==A=0.5A

安培力的大小为：F=BIL=2.0×0.5×0.5=0.5N

由左手定则可知，安培力的方向：水平向左；

（2）对导体棒，由平衡条件得：FA=Ff；

解得：Ff=0.5N；

其阻力方向水平向右．

答：（1）金属棒受到的安培力的大小是0.5N，方向水平向左．

（2）金属棒受到的阻力的大小0.5N和方向是水平向右．

解：将金属环分为n等分，每一等份可以简化为电流元，长度为△l=，质量为△m=ρS△l，安培力为△F=BI•△l，方向向上；

故对整体，根据牛顿第二定律，有：

n•△F-n•△mg=（n•△m）a

故：

BI-=

解得：

a===30m/s2

前0.2s内上升的距离：

0.2s末的速度：

v=at=30×0.2=6m/s

此后做竖直上抛运动，故：

故最大高度为：

H=x1+x2=0.6m+1.8m=2.4m

答：金属环能够上升的最大高度H为2.4m．