- 磁场对通电导线的作用
- 共6047题
画出下列各图中通电直导线A受到的安培力的方向
正确答案
解:(1)根据左手定则导线所受的安培力方向垂直于导线向下.
(2)磁铁产生的磁场在导线处水平向左,根据左手定则,导线所受的安培力方向竖直向下.
(3)线框右边电流比左边电流在导线处产生的磁场强,根据右手螺旋定则,得出导线处的磁场垂直纸面向外,根据左手定则知,导线所受的安培力水平向右.
(4)线圈平面所处的磁场水平向左,根据左手定则导线A所受的安培力竖直向上.如图所示.
故答案为:如图所示.
解析
解:(1)根据左手定则导线所受的安培力方向垂直于导线向下.
(2)磁铁产生的磁场在导线处水平向左,根据左手定则,导线所受的安培力方向竖直向下.
(3)线框右边电流比左边电流在导线处产生的磁场强,根据右手螺旋定则,得出导线处的磁场垂直纸面向外,根据左手定则知,导线所受的安培力水平向右.
(4)线圈平面所处的磁场水平向左,根据左手定则导线A所受的安培力竖直向上.如图所示.
故答案为:如图所示.
电磁炮是一种理想的兵器,它的主要原理如图所示,1982年,澳大利亚国立大学制成了能把2.2g的弹体(包括金属杆EF的质量)加速到10km/s的电磁炮(常规炮弹的速度约为2km/s),若轨道宽2m,长为100m,通以恒定电流10A.(不计轨道摩擦)求:
(1)弹体的加速度;
(2)轨道间所加匀强磁场的磁感应强度为多大?
(3)磁场力的最大功率为多大?
正确答案
解:
(1)由运动学可得弹体的加速度为:
;
(2)安培力为F=BIL,进而由牛顿第二定律可得:
BIL=ma
解得:B==
T=55T;
(3)速度最大时磁场力的功率最大:Pm=BIL•vm=55×10×2×104W=1.1×107W.
答:
(1)弹体的加速度为5×105m/s2;
(2)轨道间所加匀强磁场的磁感应强度为55T;
(3)磁场力的最大功率为1.1×107W.
解析
解:
(1)由运动学可得弹体的加速度为:
;
(2)安培力为F=BIL,进而由牛顿第二定律可得:
BIL=ma
解得:B==
T=55T;
(3)速度最大时磁场力的功率最大:Pm=BIL•vm=55×10×2×104W=1.1×107W.
答:
(1)弹体的加速度为5×105m/s2;
(2)轨道间所加匀强磁场的磁感应强度为55T;
(3)磁场力的最大功率为1.1×107W.
如图所示,长为60cm,质量为30g的金属棒ab用金属线水平悬挂,ab处于B=0.4T,方向水平往里的匀强磁场中,g取10m/s2;当ab中通过恒定电流时悬挂拉力为零,求通过电流的大小和方向.
正确答案
解:金属棒质量m=30g=0.03kg,长L=60cm=0.6m
根据平衡条件,当ab中通过恒定电流时悬挂拉力为零,则安培力方向竖直向上,
由左手定则可得电流的方向:由a指向b;
安培力F安=mg
又:F安=BIL
得电流大小为:
答:金属棒中电流的方向由a指向b,大小为1.25A.
解析
解:金属棒质量m=30g=0.03kg,长L=60cm=0.6m
根据平衡条件,当ab中通过恒定电流时悬挂拉力为零,则安培力方向竖直向上,
由左手定则可得电流的方向:由a指向b;
安培力F安=mg
又:F安=BIL
得电流大小为:
答:金属棒中电流的方向由a指向b,大小为1.25A.
把一根长为L=10cm的直导线垂直磁感线方向放入如图所示的匀强磁场中.
(1)当导线中通以I1=2A的电流时,导线受到的安培力大小为1.0×10-7N,试求该磁场的磁感应强度的大小B.
(2)若该导线中通以I2=3A的电流,试求此时导线所受安培力大小F,并判断安培力的方向.
正确答案
解:(1)由B= 代入数据得:B=5×10-7T
故磁场的磁感应强度为5×10-7T.
(2)由F=BIL
代入数据得:F=1.5×10-7N
答:(1)当导线中通以I1=2A的电流时,导线受到的安培力大小为 1.0×10-7N,则该磁场的磁感应强度的大小5×10-7T.
(2)若该导线中通以I2=3A的电流,此时导线所受安培力大小1.5×10-7N.
解析
解:(1)由B= 代入数据得:B=5×10-7T
故磁场的磁感应强度为5×10-7T.
(2)由F=BIL
代入数据得:F=1.5×10-7N
答:(1)当导线中通以I1=2A的电流时,导线受到的安培力大小为 1.0×10-7N,则该磁场的磁感应强度的大小5×10-7T.
(2)若该导线中通以I2=3A的电流,此时导线所受安培力大小1.5×10-7N.
匀强磁场中长4cm的通电导线垂直磁场方向,当通过导线的电流为2A时,它受到的安培力大小为8×10-3N,问:
(1)该处的磁感应强度B是多大?
(2)若电流不变,导线长度减小到2cm,则它受到的安培力F和该处的磁感应强度B各是多少?
正确答案
解:(1)根据F=BIL得,B=.
(2)若电流不变,导线长度减小到2cm,则它受磁场力F=BIL=0.1×2×0.02=4×10-3N.
此处的磁感应强度不变,为0.1T.
答:(1)该处的磁感应强度B是0.1T
(2)若电流不变,导线长度减小到2cm,则它受到的安培力F为4×10-3N,该处的磁感应强度B为0.1T
解析
解:(1)根据F=BIL得,B=.
(2)若电流不变,导线长度减小到2cm,则它受磁场力F=BIL=0.1×2×0.02=4×10-3N.
此处的磁感应强度不变,为0.1T.
答:(1)该处的磁感应强度B是0.1T
(2)若电流不变,导线长度减小到2cm,则它受到的安培力F为4×10-3N,该处的磁感应强度B为0.1T
如图所示,PQ和MN为水平、平行放置的金属导轨,相距1m,导体棒ab跨放在导轨上,棒的质量为m=0.2kg,棒的中点用细绳经滑轮与物体相连,物体的质量M=0.3kg,棒与导轨间的动摩擦因数为μ=0.5,匀强磁场的磁感应强度B=2T,方向竖直向下,为了使物体匀速上升,应在棒中通入多大的电流?方向如何?(g取10m/s2)
正确答案
解:导体棒的最大静摩擦力大小为fm=0.5mg=1N,M的重力为G=Mg=3N,则fm<G,要保持导体棒匀速上升,则安培力方向必须水平向左,则根据左手定则判断得知棒中电流的方向为由a到b.
根据受力分析,由共点力平衡,则有F安-T-f=0
F安=BIL,
联立得:I=2A
答:为了使物体匀速上升,应在棒中通入2A的电流,方向由a向b
解析
解:导体棒的最大静摩擦力大小为fm=0.5mg=1N,M的重力为G=Mg=3N,则fm<G,要保持导体棒匀速上升,则安培力方向必须水平向左,则根据左手定则判断得知棒中电流的方向为由a到b.
根据受力分析,由共点力平衡,则有F安-T-f=0
F安=BIL,
联立得:I=2A
答:为了使物体匀速上升,应在棒中通入2A的电流,方向由a向b
如图所示,PQ、MN为水平、平行放置的金属导轨相距1m,导体棒ab跨放在导轨上,棒的质量为m=0.2kg,棒的中点用轻绳经滑轮与物体相连,物体的质量M=0.3kg,棒与导轨的动摩擦因数为μ=0.5,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,匀强磁场的磁感应强度B=2T,方向竖直向下,为了使物体保持静止状态,可在棒中通入多大的电流?方向如何?(g取10m/s2)
正确答案
解:导体棒的最大静摩擦力大小为fm=0.5mg=1N,M的重力为G=Mg=3N,则fm<G,要保持导体棒静止,则安培力方向必须水平向左,则根据左手定则判断得知棒中电流的方向为由b到a.
根据受力分析,由共点力平衡,当摩擦力向左时则有F安-T+f=0
F安=BIL,
联立得:I=1A
当摩擦力向右时F安-T-f=0
解得I=2A
答:应在棒中通入1A≤I≤2A的电流,方向b→a
解析
解:导体棒的最大静摩擦力大小为fm=0.5mg=1N,M的重力为G=Mg=3N,则fm<G,要保持导体棒静止,则安培力方向必须水平向左,则根据左手定则判断得知棒中电流的方向为由b到a.
根据受力分析,由共点力平衡,当摩擦力向左时则有F安-T+f=0
F安=BIL,
联立得:I=1A
当摩擦力向右时F安-T-f=0
解得I=2A
答:应在棒中通入1A≤I≤2A的电流,方向b→a
(2015秋•滁州期末)如图所示,两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距为L,一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直,且接触良好,整套装置处于匀强磁场中.金属杆ab中通有大小为I的电流.已知重力加速度为g.
(1)若匀强磁场方向垂直斜面向下,且不计金属杆ab和导轨之间的摩擦,金属杆ab静止在轨道上,求磁感应强度的大小;
(2)若金属杆ab静止在轨道上面,且对轨道的压力恰好为零,需在竖直平面内加一匀强磁场,说明该磁场的磁感应强度大小和方向应满足什么条件.
正确答案
解:(1)设磁感应强度为B1.根据安培定则可知安培力沿导轨平面向上,金属杆ab受力如答图3.
根据平衡条件对金属杆ab有:B1IL=mgsinθ
解得:
(2)金属杆ab对导轨压力为零,则金属杆ab只受重力和安培力.
根据平衡条件对金属杆ab有:B2IL=mg
解得:
答:(1)磁感应强度的大小为;
(2)若金属杆ab静止在轨道上面,且对轨道的压力恰好为零.磁感应强度大小为,方向应满足垂直金属杆ab水平向右;
解析
解:(1)设磁感应强度为B1.根据安培定则可知安培力沿导轨平面向上,金属杆ab受力如答图3.
根据平衡条件对金属杆ab有:B1IL=mgsinθ
解得:
(2)金属杆ab对导轨压力为零,则金属杆ab只受重力和安培力.
根据平衡条件对金属杆ab有:B2IL=mg
解得:
答:(1)磁感应强度的大小为;
(2)若金属杆ab静止在轨道上面,且对轨道的压力恰好为零.磁感应强度大小为,方向应满足垂直金属杆ab水平向右;
在磁感应强度是4.0×10-2T的匀强磁场里,有一条与磁场方向垂直、长为10cm的通电直导线,所受的安培力的大小是1.0×10-2N,求导线中电流的大小?
正确答案
解:由F=BIL得:I=
答:导线中电流的大小为2.5A
解析
解:由F=BIL得:I=
答:导线中电流的大小为2.5A
磁场对通电导体的作用力叫安培力,通电导体垂直于磁场方向放置时,安培力的大小有如下规律:______越强,______越大,______越长,安培力就越大.
正确答案
解:根据F=BIL得,磁感应强度越强,电流越大,导线越长,安培力就越大.
故答案为:磁感应强度,电流,导线越长.
解析
解:根据F=BIL得,磁感应强度越强,电流越大,导线越长,安培力就越大.
故答案为:磁感应强度,电流,导线越长.
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