热门试卷

解：受力分析如图所示，导体棒受重力mg、支持力FN和安培力F，

由牛顿第二定律：

mgsin θ-F=ma①

F=BIL②

I=③

由①②③式可得

a=gsin θ-．

答：导体棒在释放瞬间的加速度的大小为gsin θ-．

解：（1）根据F=BIL得，磁感应强度为：

；

（2）磁感应强度与试探作用的电流元无关，故去除通电导线后磁感应强度B不变，大小仍为0.002T；

答：（1）磁感应强度大小 为0.002T；

（2）去除通电导线后的磁感应强度为0.002T．

解：（1）根据F=BIL得，磁感应强度为：

B==T=0.02T

（2）根据安培力的大小公式得：

F=BIL=0.2×2×0.1N=0.04N

答：（1）磁场的磁感应强度为0.02T．

（2）当导线中的电流增大为2A时，导线受到的安培力为0.04N；

解：（1）每分钟通过金属细杆横截面的电量：

q=It=0.89×60=53.4C

（2）金属细杆在重力、安培力作用下处于平衡状态，安培力和重力等大反向，故安培力方向竖直向上．

金属细杆所受安培力的大小为：

F=mg=8.9×10-3kg×10N/kg=0.089N

（3）根据左手定则，伸开左手，让磁感线穿过手心，大拇指指向上方，四指从N指向M，故电流方向从N指向M．

故金属细杆中电流的方向为从N指向M．                       

（4）根据安培力公式有：F=BIL

则：B=

又F=mg

故B===0.1T

故匀强磁场的磁感应强度大小为0.1T．

答：（1）每分钟通过金属细杆横截面的电量为53.4C；

（2）金属细杆所受安培力大小为0.089N；

（3）金属杆中的电流方向向左；

（4）匀强磁场的磁感应强度大小为0.1T．

解：如图所示受力分析

BIL=mgtanθ  

B=

代入数据得：B=T

FN=

代入数据得：FN=6N

由牛顿第三定律，压力与支持力是作用力与反作用力，所以压力为6N．

答：（1）磁感应强度B为T；

（2）棒对导轨的压力大小为6N．

解：（1）对a受力分析可知为保证a静止，所加安培力的最小值应沿斜面向上，

大小为：F=mgsinθ-μmgcosθ=BminIL

解得：Bmin=，方向由左手定则判断可知垂直于斜面向上．

（2）当a对斜面无压力时，斜面与a间摩擦力f=0，对a受力分析可知，a只受重力与安培力两个力，

为保证a静止，则FA=mg，方向竖直向上，则有：BIL=mg，得：

B=

由左手定则判断可知磁场方向水平向左．

答：欲使导体棒静止在斜面上，所加匀强磁场磁感应强度B的最小值为，方向垂直斜面向上；

如果要求导体棒a静止在斜面上且对斜面无压力，则所加匀强磁场磁感应强度大小为，方向水平向左．

解：（1）当MN通以强度为I1的电流时，两细线内的张力均减小为T1，知此时线框所受安培力合力方向竖直向上，则ab边所受的安培力的向上，cd边所受安培力方向向下，知磁场方向垂直纸面向外，则I1方向向左．

当MN内电流强度变为I2时，两细线内的张力均大于T0．知此时线框所受安培力合力方向竖直向下，则ab边所受的安培力的向下，cd边所受安培力方向向上，知磁场方向垂直纸面向里，则I2方向向右．

（2）当MN中通以电流I时，设线圈中的电流大小是i，线圈所受安培力大小为

F1=KI1iL（-）

F2=KI2iL（-）

F1：F2=I1：I2，

（3）2T0=G

2T1+F1=G

由题意加速度向下：F3+G=

根据第（2）问结论：

I1：I3=F1：F3=

I3=（方向向右）

答：（1）I1方向向左，I2方向向右．

（2）线框受到的安培力F1与F2大小之比为I1：I2，

（3）电流I3的大小为I3=（方向向右）．

解：（1）当磁场方向竖直向下，导体棒受重力、支持力和水平向右的安培力，如左图所示．

由于杆静止，三个力的合力为零，故F=mgtan37°…①

又因为F=BIL…②

联立①②代入数据解之得：I=15A

（2）当磁场的方向垂直于垂直斜面向下，导体棒受重力、支持力和沿斜面向上的安培力，如右图所示．

由于杆静止，三个力的合力为零，故F1=mgsin37°…③．

联立②③解之得：I2=12A

答：（1）若磁场方向竖直向下，要使金属杆静止在轨道上，必须通以14.7A的电流．（2）若磁场方向垂直斜面向下，要使金属杆静止在导轨上，必须通以11.76A的电流．

解：通电导线受到的安培力：

F=BIL=0.8×0.5×10N=4N

磁场力对通电导线做的功：

W=FS=4×0.2J=0.8J

答：磁场力对通电导线做的功为0.8J．