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题型:简答题
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简答题

画出图中导体受到的安培力的方向

正确答案

解:通电导线在磁场中受到安培力作用,其方向均由左手定则来确定.

左手定则内容是:伸开左手大拇指垂直四指且在同一平面内,让磁感线穿过掌心,四指指的是电流的方向,则大拇指就是安培力的方向.

①、由题意可知,磁感线自下而上,而电流由内到外,所以有安培力方向:水平向左;

②由题意可知,磁感线自左而右,而电流由外到内,所以有安培力方向:竖直向下;

③由题意可知,磁感线自内向外,而电流由左到右,所以有安培力方向:竖直向下;

④由题意可知,磁感线自外向里,而电流由左到右,所以有安培力方向:竖直向上;

如图:

答:受力的方向如图.

解析

解:通电导线在磁场中受到安培力作用,其方向均由左手定则来确定.

左手定则内容是:伸开左手大拇指垂直四指且在同一平面内,让磁感线穿过掌心,四指指的是电流的方向,则大拇指就是安培力的方向.

①、由题意可知,磁感线自下而上,而电流由内到外,所以有安培力方向:水平向左;

②由题意可知,磁感线自左而右,而电流由外到内,所以有安培力方向:竖直向下;

③由题意可知,磁感线自内向外,而电流由左到右,所以有安培力方向:竖直向下;

④由题意可知,磁感线自外向里,而电流由左到右,所以有安培力方向:竖直向上;

如图:

答:受力的方向如图.

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题型:简答题
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简答题

长为0.2m的导线垂直于某匀强磁场方向放置,当导线中通有1A的电流时,导线受到的安培力大小为0.08N.问:

(1)该区域的磁场的磁感应强度为多少T?

(2)当该导线中的电流增大为1.5A时,导线受到的安培力的大小为多少N?

正确答案

解:(1)磁场的磁感应强度为:

(2)导线受到的安培力为:

F=BIL=0.4×1.5×0.2N=0.12N

答:(1)磁感应强度为0.4T;

(2)导线受到的安培力为0.12N.

解析

解:(1)磁场的磁感应强度为:

(2)导线受到的安培力为:

F=BIL=0.4×1.5×0.2N=0.12N

答:(1)磁感应强度为0.4T;

(2)导线受到的安培力为0.12N.

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简答题

如图甲所示,质量为m=5g,长l=10cm的铜棒,用长度亦为l的两根轻软导线水平悬吊在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=T.未通电时,轻线在竖直方向,通入恒定电流后,棒向外偏转的最大角度θ=53°,求此棒中恒定电流的大小.

某同学的解法如下:对铜棒进行受力分析,通电时导线向外偏转,说明安培力方向垂直电流和磁场方向向外,受力如图乙所示(侧视图).

当最大偏转角θ=53°时,棒受力平衡,有:tanθ==              

(1)请你判断,他的解法是否正确?错误的请指出错误所在,并改正.

(2)此棒的最大动能是多少?

正确答案

解:(1)此同学的解法不正确,最大偏转角θ=53°时棒不处于平衡状态.而是速度为零.      

正确的解法为:

由动能定理得:BIl•lsin53°-mgl(1-cos53°)=0

(2)设偏转角为β时,当速度方向上的合力为零时,棒的动能最大.

时,

由动能定理得:BIl•lsinβ-mgl(1-cosβ)=Ek-0

解得:EK=6×10-4J

解析

解:(1)此同学的解法不正确,最大偏转角θ=53°时棒不处于平衡状态.而是速度为零.      

正确的解法为:

由动能定理得:BIl•lsin53°-mgl(1-cos53°)=0

(2)设偏转角为β时,当速度方向上的合力为零时,棒的动能最大.

时,

由动能定理得:BIl•lsinβ-mgl(1-cosβ)=Ek-0

解得:EK=6×10-4J

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简答题

如图所示,铅盒内装有能释放α、β和γ射线的放射性物质,在靠近铅盒的顶部加上电场E或磁场B,在图(a)、(b)中分别画出射线运动轨迹的示意图.(在所画轨迹上须标明是α、β和γ中的哪种射线)

正确答案

解:α射线带正电,β射线带负电,γ射线不带电,

在电场中,α射线向右偏,β射线向左偏,γ射线不发生偏转;

由左手定则可知,带正电的粒子进入磁场后向左偏转,带负电的粒子向右偏转,而不带电粒子不发生偏转.

运动轨迹如图所示:

答:射线运动轨迹的示意图如上图所示.

解析

解:α射线带正电,β射线带负电,γ射线不带电,

在电场中,α射线向右偏,β射线向左偏,γ射线不发生偏转;

由左手定则可知,带正电的粒子进入磁场后向左偏转,带负电的粒子向右偏转,而不带电粒子不发生偏转.

运动轨迹如图所示:

答:射线运动轨迹的示意图如上图所示.

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简答题

试画出如图中所示的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向.

正确答案

解:由左手定则可知,粒子所受洛伦兹力竖直向上,如图所示;

由左手定则可知,粒子所受洛伦兹力竖直与纸面向外,如图所示;

由左手定则可知,粒子所受洛伦兹力竖直向上,如图所示;

故答案:为如图所示.

解析

解:由左手定则可知,粒子所受洛伦兹力竖直向上,如图所示;

由左手定则可知,粒子所受洛伦兹力竖直与纸面向外,如图所示;

由左手定则可知,粒子所受洛伦兹力竖直向上,如图所示;

故答案:为如图所示.

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简答题

如图所示,水平放置的两根平行金属导轨相距0.2m,上面有一质量为0.04kg的均匀金属棒ab,金属棒电阻忽略不计,电源电动势为6V、内阻为0.5Ω,滑动变阻器调到2.5Ω时,要使金属棒ab对轨道的压力恰好为零,需在金属棒所在平面位置施加一个水平的匀强磁场,问:

(1)流过金属棒的电流多大

(2)该匀强磁场的方向

(3)该匀强磁场的磁感应强度大小为多少.(g=10m/s2

正确答案

解:(1)由题意可知ab中的电流大小为I==2A;

(2)电流的方向有b到a,磁场力与重力大小相等,方向相反,根据左手定则可知,磁场方向水平向左;

(3)欲使ab对轨道压力恰为零,则mg=BIL,

得B==1T.

答:(1)流过金属棒的电流大小为2A;

(2)该匀强磁场的方向为水平向左;

(3)该匀强磁场的磁感应强度大小为1T.

解析

解:(1)由题意可知ab中的电流大小为I==2A;

(2)电流的方向有b到a,磁场力与重力大小相等,方向相反,根据左手定则可知,磁场方向水平向左;

(3)欲使ab对轨道压力恰为零,则mg=BIL,

得B==1T.

答:(1)流过金属棒的电流大小为2A;

(2)该匀强磁场的方向为水平向左;

(3)该匀强磁场的磁感应强度大小为1T.

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简答题

图中+q受洛仑兹力,(1)水平向外的是图______;(2)竖直向上的是图______;(3)竖直向下的是图______

正确答案

解:根据左手定则可知甲图中洛伦兹力方向应该竖直向上;

乙图中所示,根据左手定则可知甲图中洛伦兹力方向应该竖直向下;

丙图中所受洛伦兹力方向垂直磁场向外;

丁图中受洛伦兹力方向垂直磁场向里.

故答案为:(1)丙;(2)甲;(3)乙.

解析

解:根据左手定则可知甲图中洛伦兹力方向应该竖直向上;

乙图中所示,根据左手定则可知甲图中洛伦兹力方向应该竖直向下;

丙图中所受洛伦兹力方向垂直磁场向外;

丁图中受洛伦兹力方向垂直磁场向里.

故答案为:(1)丙;(2)甲;(3)乙.

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简答题

如图所示,金属棒AB用绝缘悬线吊起,呈水平状态,置于一个范围足够大的、垂直纸面向里的匀强磁场中.已知AB长L=0.5m,质量m=0.2kg,通有I=10A的向右的电流,取g=10m/s2.求:

(1)若磁场的磁感应强度B=0.3T,求此时棒AB受到的安培力F的大小;

(2)若悬线拉力恰好为零,求磁场的磁感应强度B的大小.

正确答案

解:(1)导体棒长为L=0.5m,磁感应强度B=0.3T,电流为10A,并且导体棒和磁场垂直,

所以导体棒受到的安培力大小为

F=BIL=0.3×10×0.5N=1.5N,

(2)若悬线拉力恰好为零,说明重力和安培力大小相等,

即mg=BIL

所以B==T=0.4T,

答:(1)若磁场的磁感应强度B=0.3T,求此时棒AB受到的安培力F的大小为1.5N;

(2)若悬线拉力恰好为零,求磁场的磁感应强度B的大小为0.4T.

解析

解:(1)导体棒长为L=0.5m,磁感应强度B=0.3T,电流为10A,并且导体棒和磁场垂直,

所以导体棒受到的安培力大小为

F=BIL=0.3×10×0.5N=1.5N,

(2)若悬线拉力恰好为零,说明重力和安培力大小相等,

即mg=BIL

所以B==T=0.4T,

答:(1)若磁场的磁感应强度B=0.3T,求此时棒AB受到的安培力F的大小为1.5N;

(2)若悬线拉力恰好为零,求磁场的磁感应强度B的大小为0.4T.

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简答题

如图所示,在一直流电动机的气隙中(磁极和电枢之间的区域),磁感应强度为0.8T.假设在匀强磁场中垂直放有400匝电枢导线,电流为10A,导线的有效长度为0.15m,求电枢导线所受的安培力的大小.

正确答案

解:根据安培力公式,电枢导线所受的安培力的大小

F=NILB=400×0.8×0.15×10N=480N.

答:电枢导线所受的安培力的大小为480N.

解析

解:根据安培力公式,电枢导线所受的安培力的大小

F=NILB=400×0.8×0.15×10N=480N.

答:电枢导线所受的安培力的大小为480N.

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简答题

(2015秋•滁州期末)如图所示,一根长为0.2m的金属棒放在倾角为θ=37°的光滑斜面上,并通以I=5A电流,方向如图所示,整个装置放在磁感应强度为B=0.6T,竖直向上的匀强磁场中,金属棒恰能静止在斜面上,则该棒的重力为多少?

正确答案

解:金属棒受力如图所示,

由平衡条件得:沿斜面方向有:

Fcosθ=Gsinθ     (1)

棒所受的磁场力为:

F=BIL     (2)

由(1)(2)解得棒的重力为:G=BILcotθ=0.8N 

答:棒的重力为0.8N.

解析

解:金属棒受力如图所示,

由平衡条件得:沿斜面方向有:

Fcosθ=Gsinθ     (1)

棒所受的磁场力为:

F=BIL     (2)

由(1)(2)解得棒的重力为:G=BILcotθ=0.8N 

答:棒的重力为0.8N.

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