- 磁场对通电导线的作用
- 共6047题
如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上,垂直纸面水平放置一根长为L、质量为m的通电直导线,电流方向垂直纸面向里.欲使导线静止于斜面上,则外加磁场的磁感应强度的大小和方向可以是( )
正确答案
解析
解:A、外加匀强磁场的磁感应强度B的方向垂直斜面向下,则沿斜面向上的安培力、支持力与重力,处于平衡状态,则大小B═mg;故A正确;
B、外加匀强磁场的磁感应强度B的方向竖直向下,则水平向左的安培力、支持力与重力,处于平衡状态,则大小B=mg;故B正确;
C、外加匀强磁场的磁感应强度B的方向水平向左,则竖直向上的安培力、重力,此时支持力恰好为零,此时B=时,导线处于平衡状态,故C正确,D错误.
故选:ABC.
磁场对处在磁场中的通电导线(电流)的作用力被称为______.
正确答案
安培力
解析
解:把磁场对处在磁场中的通电导线(电流)的作用力被称为安培力;
故答案为:安培力.
如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=0.20T,通电直导线与磁场方向垂直,导线长度L=0.10m,导线中的电流I=2.0A.该导线在磁场中所受安培力F的大小为______N,请在图中画出该导线所受安培力F的示意图.
正确答案
0.04
解析
解:由图可知电流与磁场方向垂直,因此直接根据安培力的大小为:
F=BIL=0.20×2.0×0.10=0.04N,
由左手定则判断方向向上如图
故答案为:0.04,如图
质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的平行导轨上,导轨宽为d,杆与导轨间的摩擦因数为μ,有电流时ab恰好在导轨上静止,如图所示.下图是从右侧观察时的四种不同的匀强磁场方向下的四个平面图,其中通电细杆ab与导轨间的摩擦力可能为零的是( )
正确答案
解析
解:A、杆受到向下的重力,水平向右的安培力,和垂直于斜面的支持力的作用,在这三个力的作用下,可以处于平衡状态,摩擦力可以为零,故A正确;
B、杆子受重力、竖直向上的安培力,在这两个力的作用下,可以处于平衡状态,故摩擦力可能为零,故B正确;
C、杆受到的重力竖直向下,安培力竖直向下,支持力,杆要静止的话,必定要受到沿斜面向上的摩擦力的作用,摩擦力不可能为零,故C错误;
D、杆受到的重力竖直向下,安培力水平向左,支持力,杆要静止的话,必定要受到沿斜面向上的摩擦力的作用,摩擦力不可能为零,故D错误;
故选:AB.
质量为m的通电细杆置于倾角为θ的导轨上,导轨的宽度为L,杆与导轨间的动摩擦因数为μ,有电流通过杆,杆恰好静止于导轨上.如下列选项所示(截面图),杆与导轨间一定有摩擦力的是( )
正确答案
解析
解:A、通电细杆受竖直向下的重力、水平向右的安培力、和垂直于斜面向上的支持力,可知这三个力的合力可能等于0,通电细杆可能受摩擦力,也可能不受.故A错误.
B、若通电细杆受的重力与所受的竖直向上的安培力相等,通电细杆不受摩擦力.若重力大于安培力,则受重力、支持力,安培力、摩擦力.所以通电细杆可能受摩擦力,可能不受摩擦力.故B错误.
C、通电细杆受竖直向下的重力、竖直向下的安培力、和垂直于斜面向上的支持力,这三个力的合力不可能等于0,所以通电细杆若要处于平衡,一定受沿斜面向上的摩擦力.故C符合题意,是正确的.
D、通电细杆受竖直向下的重力、水平向右的安培力、和垂直于斜面向上的支持力,可知这三个力的合力可能等于0,通电细杆可能受摩擦力,也可能不受.故D错误.
故选:C
地球是个大磁体,在赤道上,地磁场可以看成沿南北方向的匀强磁场.如果赤道某处的B大小为0.5×10-4T,在赤道上有一根东西方向的直导线,长20m,载有流向从东往西的电流30A.地磁场对这根导线的作用力多大,方向如何?
正确答案
解析
解:地磁场的磁感应强度为0.5×10-4 T,方向由南向北,导线垂直于地磁场放置,长度为20 m,载有电流30 A,
则其所受安培力为:
F=BIL=0.5×10-4×30×20 N=3.0×10-2 N,
根据左手定则可以判断导线所受安培力的方向竖直向下.
答:地磁场对这根导线的作用力3.0×10-2 N,竖直向下.
(2015秋•怀化期末)如图所示,一根长L=0.2m的金属棒放在倾角θ=37°的光滑斜面上,并通过I=5A箭头所示方向的电流,整个装置放在磁感应强度B=0.6T,竖直向上的匀强磁场中,金属棒恰能静止在斜面上,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.则该棒的重力为( )
正确答案
解析
解:棒子所受的安培力F=BIL=0.6N.
结合受力分析图,根据共点力平衡得:=0.8N.
故选:D
如图所示,用绝缘细线悬挂一个导线框,导线框是由两同心半圆弧导线和直导线ab、cd(ab、cd在同一条水平直线上)连接而成的闭合回路,导线框中通有图示方向的电流,处于静止状态.在半圆弧导线的圆心处沿垂直于导线框平面的方向放置一根长直导线P.当P中通以方向向外的电流时( )
正确答案
解析
解:由安培定则判断出通电导线P在ab处的磁场向下,在cd处的磁场向上,
根据左手定则,知ab受安培力向外,cd受安培力向里,从上往下看,导线框将逆时针转动,故D正确.
故选:D.
如图,水平放置的光滑的金属导轨M、N,平行地置于匀强磁场中,间距为L,金属棒ab的质量为m,电阻为r,放在导轨上且与导轨垂直.磁场的磁感应强度大小为B,方向与导轨平面成夹角α且与金属棒ab垂直,定值电阻为R,导轨电阻和电源的内电阻不计.当电键闭合的瞬间,棒ab的加速度大小为a,求:
(1)电源电动势为多大?
(2)此时金属棒ab两端的电压U.
正确答案
解析
解:(1)当电键闭合的瞬间,导体棒受到重力mg、轨道的支持力N和安培力F三个力作用,如图.
根据牛顿第二定律得
Fsinα=ma
又F=BIL,I=
联立以上三式得,
电源的电动势
(2)金属棒ab两端的电压:
答:(1)电源电动势为;
(2)此时金属棒ab两端的电压.
关于安培力和洛伦兹力,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B、安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现,洛伦兹力是安培力的微观形式,故安培力和洛伦兹力是性质相同的力,本质上都是磁场对运动电荷的作用力,故A错误、B正确.
C、当带电粒子的速度与磁场方向平行时,粒子不受洛伦兹力;当电流与磁场平行时,导线不受安培力;故C错误.
D、洛伦兹力始终与运动方向垂直,对运动电荷不做功;安培力与电流垂直,可以与运动方向相同,可以做功;故D正确.
故选:BD.
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