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题型:简答题
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简答题

如图所示,在倾角为α的光滑斜面上,放置一根长为L,质量为m,通过电流为I的导线,若另加一匀强磁场,下列情况下,导线始终静止在斜面上(重力加速度为g):

(1)若磁场方向竖直向下,则磁感应强度B为多少?

(2)若使磁感应强度最小,求磁感应强度的方向和磁感应强度的最小值.

正确答案

解:(1)对导线受力分析,由平衡条件得:

BIL=mgtanα

得:B=

(2)若使磁感应强度最小,方向应垂直斜面向下,

B0IL=mgsinα

B=

(1)若磁场方向竖直向下,则磁感应强度B为

(2)若使磁感应强度最小,磁感应强度的方向应垂直斜面向下,磁感应强度的最小值为B=

解析

解:(1)对导线受力分析,由平衡条件得:

BIL=mgtanα

得:B=

(2)若使磁感应强度最小,方向应垂直斜面向下,

B0IL=mgsinα

B=

(1)若磁场方向竖直向下,则磁感应强度B为

(2)若使磁感应强度最小,磁感应强度的方向应垂直斜面向下,磁感应强度的最小值为B=

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简答题

在一根长为0.4m的直导线中通过2A的电流,将导线垂直放在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中,则导线受到的安培力大小是多少?

正确答案

解:由题意的:F=BIL

代入数据F=BIL=0.5×2×0.4N=0.4N.

答:导线受到的安培力的大小0.4N.

解析

解:由题意的:F=BIL

代入数据F=BIL=0.5×2×0.4N=0.4N.

答:导线受到的安培力的大小0.4N.

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简答题

北半球某地地磁场磁感应强度的水平分量是5×10-5T,地磁场方向与地平面夹角为60°,有一条东西方向放置的导线与地磁场方向垂直,电流方向自东向西,电流为2A.求1m长的导线受到的地磁场的作用力的大小和方向.

正确答案

解:该出的磁场强度为B=

根据安培力公式F=BIL=1×10 -4×2×l=2×10 -4N.

根据左手定则可知,方向垂直于磁场方向斜向下

答:1m长的导线受到的地磁场的作用力的大小为2×10 -4N和方向垂直于磁场方向斜向下.

解析

解:该出的磁场强度为B=

根据安培力公式F=BIL=1×10 -4×2×l=2×10 -4N.

根据左手定则可知,方向垂直于磁场方向斜向下

答:1m长的导线受到的地磁场的作用力的大小为2×10 -4N和方向垂直于磁场方向斜向下.

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简答题

如图所示,劲度系数为k的轻质弹簧下端挂有匝数为n的矩形线框abcd,bc边长为l,线框的下半部处在匀强磁场中,磁感应强度大小设为B,方向与线框平面垂直,在图中垂直于纸面向里,线框中通以电流I,方向如图11所示.开始时线框处于平衡状态.令磁场反向,磁感应强度的大小仍为B,线框达到新的平衡.在此过程中线框位移的大小是x,位移的方向______,用此实验装置测出B=______

正确答案

解:当存在垂直于纸面向里的磁场时,由左手定则判断线框所受安培力向上,根据受力平衡:

F1+nBIL=mg

当改为向外的磁场后,线框所受安培力向下,则位移向下:

F2=mg+nBIL

此过程中线框位移的大小x==

所以磁场B=

故答案为:向下;

解析

解:当存在垂直于纸面向里的磁场时,由左手定则判断线框所受安培力向上,根据受力平衡:

F1+nBIL=mg

当改为向外的磁场后,线框所受安培力向下,则位移向下:

F2=mg+nBIL

此过程中线框位移的大小x==

所以磁场B=

故答案为:向下;

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简答题

在匀强磁场里,有一条长0.5m的通电导线,导线中的电流为4A,若这条导线与磁场方向垂直时,受到的安培力为2.0N,求:

(1)该处磁场的磁感应强度大小;

(2)若该导线与磁场方向变为平行时,导线中的电流不变,则该处磁场的磁感应强度又为多大?此时该导线所受安培力多大?

正确答案

解:(1)电流与磁场垂直,则磁感应强度:

B===1T

(2)磁场强度是由磁场本身决定的,故若该导线与磁场方向变为平行时,该处磁场的磁感应强度仍为1T;

此时该导线所受安培力为0;

答:(1)该处磁场的磁感应强度大小为1T;

(2)若该导线与磁场方向变为平行时,导线中的电流不变,则该处磁场的磁感应强度仍为1T,此时该导线所受安培力为0N.

解析

解:(1)电流与磁场垂直,则磁感应强度:

B===1T

(2)磁场强度是由磁场本身决定的,故若该导线与磁场方向变为平行时,该处磁场的磁感应强度仍为1T;

此时该导线所受安培力为0;

答:(1)该处磁场的磁感应强度大小为1T;

(2)若该导线与磁场方向变为平行时,导线中的电流不变,则该处磁场的磁感应强度仍为1T,此时该导线所受安培力为0N.

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简答题

如图所示,在磁感应强度B=30T竖直向上的匀强磁场中,有以质量为m=500g,长l=10cm的通电金属棒ab,在两根与竖直方向的夹角θ=53°的轻软导线的悬吊下处于静止状态.

(1)判断棒中恒定电流的方向;

(2)求棒中恒定电流大小.(g=10m/s2

正确答案

解:(1)导体棒内通以恒定电流后,棒向外偏转,可知棒受到的安培力向外,由左手定则可知,导体中应通以由a向b的电流.

(2)对导体棒受重力,绳的拉力,安培力,侧视图如图(从右向左看),由图可得:

BIL=mgtan53°

解得:I=2.22A

答:(1)判断棒中恒定电流的方向为由a向b;

(2)棒中恒定电流大小2.22A.

解析

解:(1)导体棒内通以恒定电流后,棒向外偏转,可知棒受到的安培力向外,由左手定则可知,导体中应通以由a向b的电流.

(2)对导体棒受重力,绳的拉力,安培力,侧视图如图(从右向左看),由图可得:

BIL=mgtan53°

解得:I=2.22A

答:(1)判断棒中恒定电流的方向为由a向b;

(2)棒中恒定电流大小2.22A.

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简答题

矩形导线框abcd置于竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场中,其中ab、cd边长度相等均为L,且ab、cd边质量均忽略不计,bc边长度为d,质量为m,线框可绕MN转动,导线框中通以MabcdN方向的恒定电流后,导线框往纸外偏转角θ而达到平衡.求:

(1)穿过平面abcd的磁通量φ为多少韦伯?

(2)线框中电流强度I大小.

正确答案

解:(1)根据磁通量公式,则有:φ=BSsinθ=BLdsinθ,

(2)对bc边,根据力的平衡条件,则有:F=mgtanθ.

因F=BId,

解得:I=

答:(1)穿过平面abcd的磁通量为BLdsinθ;

(2)线框中电流强度I大小

解析

解:(1)根据磁通量公式,则有:φ=BSsinθ=BLdsinθ,

(2)对bc边,根据力的平衡条件,则有:F=mgtanθ.

因F=BId,

解得:I=

答:(1)穿过平面abcd的磁通量为BLdsinθ;

(2)线框中电流强度I大小

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简答题

长0.5m的直导线,通过4A的电流,将直导线放入匀强磁场中,当导线与磁场方向垂直时,导线所受磁场力为0.8N,求:

(1)匀强磁场的磁感应强度B的大小.

(2)若将通电导线中的电流减为2A,则这时磁感应强度B的大小是多少?导线所受安培力是多大?

正确答案

解:(1)当导体棒长为L=0.5m,电流为I=4A,并且导体棒和磁场垂直,所以B===0.4T

(2)当电流减少为2A,该磁场的磁感应强度不变,其由磁场本身决定,导体棒受到的安培力大小为

   F′=BI′L=0.4×2×0.5N=0.4N,

答:(1)匀强磁场的磁感应强度B的大小为0.4T.(2)若将通电导线中的电流减为2A,则这时磁感应强度B的大小仍为0.4T.导线所受安培力0.4N.

解析

解:(1)当导体棒长为L=0.5m,电流为I=4A,并且导体棒和磁场垂直,所以B===0.4T

(2)当电流减少为2A,该磁场的磁感应强度不变,其由磁场本身决定,导体棒受到的安培力大小为

   F′=BI′L=0.4×2×0.5N=0.4N,

答:(1)匀强磁场的磁感应强度B的大小为0.4T.(2)若将通电导线中的电流减为2A,则这时磁感应强度B的大小仍为0.4T.导线所受安培力0.4N.

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简答题

(2016春•吉林校级月考)在磁场中某一点,有一根长1cm的通电导线,导线中的电流为5A,这根导线与磁场方向垂直时,所受的安培力为5×10-2N,求

①磁感应强度的大小;

②这根导线与磁场方向平行时,所受的安培力.

正确答案

解:①当导线与磁场方向垂直时,磁感应强度的大小为:

B=

②当通电导线与磁场方向平行时,导体棒不受安培力,故为0

答:①磁感应强度的大小为1T

②这根导线与磁场方向平行时,所受的安培力为 0

解析

解:①当导线与磁场方向垂直时,磁感应强度的大小为:

B=

②当通电导线与磁场方向平行时,导体棒不受安培力,故为0

答:①磁感应强度的大小为1T

②这根导线与磁场方向平行时,所受的安培力为 0

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简答题

如图所示,相距为L=20cm的平行金属导轨倾斜放置,导轨所在的平面与水平面的夹角θ=37°,在导轨上垂直导轨放置一根质量m=330g的金属杆ab,杆与导轨间的动摩擦因数μ=0.50,整个装置处于磁感应强度为B=2T的垂直导轨所在的平面向上的匀强磁场中,导轨下端接有内阻不计、电动势为E=15V的电源,滑线变阻器的阻值R可按需要调节,其它部分电阻均不计,取g=10m/s2.为保持金属杆ab处于静止状态,求滑动变阻器R的调节范围.

正确答案

解:当电流最大时,最大静摩擦力方向应沿导轨向下,导体棒的受力分析如图所示,根据平衡条件应有:

BImL=mgsin37°+μFN

FN=mgcos37°

联立以上两式解得:Im=8.25A;

(2)当ab中电流最小时,导体棒所受的最大静摩擦力方向沿导轨向下,根据平衡条件应有:

BIL+μFN=mgsin37°

FN=mgcos37°

联立以上两式解得:I=1.65A

根据闭合电路欧姆定律I=可知,变阻器的最大电阻为:Rmax===Ω

最小电阻为:Rmin===Ω

所以,若是导体棒静止在导轨上,变阻器的电阻调节范围是Ω~Ω

答:变阻器的电阻调节范围是Ω~Ω.

解析

解:当电流最大时,最大静摩擦力方向应沿导轨向下,导体棒的受力分析如图所示,根据平衡条件应有:

BImL=mgsin37°+μFN

FN=mgcos37°

联立以上两式解得:Im=8.25A;

(2)当ab中电流最小时,导体棒所受的最大静摩擦力方向沿导轨向下,根据平衡条件应有:

BIL+μFN=mgsin37°

FN=mgcos37°

联立以上两式解得:I=1.65A

根据闭合电路欧姆定律I=可知,变阻器的最大电阻为:Rmax===Ω

最小电阻为:Rmin===Ω

所以,若是导体棒静止在导轨上,变阻器的电阻调节范围是Ω~Ω

答:变阻器的电阻调节范围是Ω~Ω.

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