- 磁场对通电导线的作用
- 共6047题
在B=0.5T的匀强磁场中,放一根与磁场方向垂直,长0.8m的通电导线,通入的电流为2A,当导线在与磁场垂直的平面内受磁场力作用移动了0.lm时,安培力做功的大小是 J。
正确答案
0.08J
由和
得安培力做功为:
0.08J。
在匀强磁场中,有一根长1m的通电导线,导线中的电流为0.5A,这根导线与磁场方向垂直时,所受的安培力为2×10-2 N,求:
(1)磁感应强度的大小;
(2)2cm的导线所受到的安培力为2×10-4 N,导线中的电流为多少?
(3)这根导线与磁场方向平行时,所受的安培力。
正确答案
(1)10-2T
(2)1A
(3)0
匀强磁场中有一段长为0.2m的直导线,它与磁场方向垂直,当通过3A的电流时,受到6.0×10-2N的磁场力,则磁场的磁感强度是______特;当通电导线长度缩短一半时,磁场的磁感强度是______特.
正确答案
由题,通电导线与磁场垂直,则磁场的磁感强度为 B==
T=0.1T
磁场的磁感强度由磁场本身决定,与通电导线的长度无关,故磁场的磁感强度仍为0.1T.
故答案为:0.1,0.1;
用DISLab系统的磁传感器可以测定通电螺线管内的磁感应强度,当磁传感器的探测头从螺线管左端外侧逐渐伸入螺线管,直到伸出右端为止.在图所示的四个图象中,哪一幅图是测出的B-x图( )
正确答案
通电螺线管的磁场分布相当于条形磁铁,内部磁感线的分布均匀,是匀强磁场,管口磁感线与管内磁感疏,磁感应强度较小,故C正确.
故选C
如图所示,质量为为m、电量为q的带电粒子,经电压为U的加速电场加速后,垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场后到达图中D点,求A、D间的距离和粒子在磁场中运动的时间。
正确答案
AD= t="T/2="
粒子经加速电场加速,Uq = mv2/2 所以 v =
粒子进入匀强磁场后做匀速圆周运动,洛伦兹力产生向心力:qvB = mv2/R
R = =" "
=
AD =" 2R" =
运动时间:t="T/2=" =
如图所示,直导线ab长1.5米,质量为120g,用绝缘细线悬挂在匀强磁场中成水平静止状态,磁场的方向垂直纸面。当导线中通以从a到b、大小为2A的电流时,两根悬线对棒的拉力恰好为零。求该匀强磁场的磁感应强度的大小和方向。
正确答案
B=0.4T,方向垂直纸面向里
在倾角为α的光滑斜轨上,放有一通有电流I、长为L、质量为m的导体棒,如图所示.
(1)欲使导体棒静止在斜轨上,所加匀强磁场的磁感应强度B的最小值为多少?方向如何?
(2)欲使导体棒静止在斜轨上,且对斜轨无压力,所加匀强磁场的磁感应强度B的大小是多少?方向如何?
正确答案
解:(1)导体棒在光滑斜轨上除受重力和支持力外,还受安培力的作用.为使其静止在斜面上,最小安培力的方向应沿斜面向上,导体棒受力如图所示,由左手定则可知,磁场方向应垂直于斜面向上
由平衡条件可知:BIL= mgsinα
所以磁感强度的最小值为
(2)通电导线静止在斜轨上,且对斜面无压力时,只受重力和安培力作用,故安培力应竖直向上,所加匀强磁场应水平向左,其受力情况如图所示
由平衡条件得:B'IL=mg
所以磁感应强度的大小为:
如图所示,直角坐标系所决定的平面内,在平行于y轴的虚线MN右侧、y>0的区域存在着沿y轴负方向的匀强电场;在y<0的某 区域存在方向垂直于坐标平面的圆形有界匀强磁场(图中未画出)。现有一电荷量为
、质量为
的带正电粒子从虚线MN上的P处,以平行于
轴方向的初速度
射人电场,并恰好从原点
处射出,射出时速度方向与
轴成60°角,此后粒子先做匀速运动,然后进入磁场。粒子从圆形有界磁场中射出时,恰好位于y轴上Q(0,一
)处,且射出时速度方向沿
轴负方向,不计带电粒子的重力。求:
(1)两点间的电势差。
(2)匀强磁场的磁感应强度。
(3)圆形有界匀强磁场的最小面积。
(结果用表示)
正确答案
(1) (2)
(3)
(1)粒子在点场中做类平抛运动,有
设两点间电势差为
,由动能定理有
(2)粒子在的区域内运动的轨迹如图2所示。
设其在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨道半径为,磁场的磁感应强度为
。由题意,粒子做圆周运动的圆心一定在
轴上,由牛顿第二定律:
由几何知道得:
解得
所以:
(3)由题意,当以粒子进入磁场的位置和射出磁场的位置的连线作为磁场的直径时,磁
场面积最小,设磁场的最小面积为, 由几何知道得磁场面积最小时的半径
最小面积为
在匀强磁场中有一线圈,磁感线与线圈平面之间的夹角为α,已知穿过这个线圈的磁通量为Φ,线圈的面积为S,则这个磁场的磁感应强度为______.
正确答案
根据磁通量的计算公式Φ=BS•sinα,α为磁感线与线圈平面之间的夹角
得:B=
故答案为:.
(1)若金属线圈的电阻为R,求金属线圈的ab边刚进入区域1 的瞬间,线圈克服安培力做功的功率为多少?
(2)若金属线圈的质量为m ,求金属线圈通过区城l 的过程中,线圈中产生了多少热量?
(3)若金属线圈的质量和电阻均为未知,求线圈通过第二个磁场区域后(cd 边离开磁场)的速度。
正确答案
(1)(2)
(3)8 v0
(1)ab边刚进入时,线圈产生的感应电动势为
E =B0·2l·10v0 (2分)
线圈中电流为 I = (2 分)
安培力为F = B0·I·2l (2 分)
克服安培力做功的功率为P =F·10 v0= (2 分)
(2)由能量守恒,线圈中产生的焦耳热为
Q = (4 分)
(3)设线圈与第一个磁场区域重合时的速度为v1,由动旦定理可得
—B0·2l· I1t 1= m v1— m·10 v0 ( 1 分)
—B0·2l· I2t 2= m·9v0— m v1 ( l 分)
q=I1t 1= I2t 2= ( l 分)
解得: = m v0 ( 1 分)
同理,线圈通过第二个区域时,由动量定理可得
—B0·2l· I3t 3= m v2—m·9v0 ( l 分)
—B0·2l· I4t 4= mv3— m v2 ( l 分)
q= I3t 3= I4t 4=
解得:v3=8 v0 ( l 分)
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