- 左手定则
- 共13题
5.如图所示,金属棒MN两端由等长的轻质绝缘细线水平悬挂,处于垂直纸面水平向里的匀强磁场中,棒中通有由M到N的恒定电流,细线中拉力不为零,两细线竖直. 保持匀强磁场磁感应强度大小不变,方向缓慢地转过90°变为竖直向下,在这个过程中( )
正确答案
解析
初始状态时,金属棒受重力、拉力和安培力平衡.当磁场方向由垂直纸面向里缓慢地转过90°变为竖直向下,知安培力的大小FA=BIL不变,方向由竖直向上,变为垂直纸面向里.
根据共点力平衡条件可知,细线向纸面内偏转.因为金属棒受重力、拉力和安培力平衡,重力和安培力的合力与拉力大小等值方向,重力和安培力的大小不变,它们之间的夹角由180°变为90°,知两个力的合力一直增大,所以拉力一直增大.故A正确,BCD错误.
考查方向
共点力平衡的条件及其应用;安培力; 左手定则
解题思路
根据左手定则判断出安培力的方向,根据安培力方向的变化,结合共点力平衡判断拉力方向和大小的变化.
易错点
关键能够正确地受力分析,运用共点力平衡进行分析,注意由于磁场的方向始终与金属棒垂直,安培力的大小始终不变.
知识点
18.如图甲所示,正三角形导线框abc固定在磁场中,磁场方向与线圈平面垂直,磁感应强度B随时间变化的关系如图乙所示。t=0时刻磁场方向垂直纸面向里,在0~4s时间内,线框ab边所受安培力F随时间t变化的关系(规定水平向左为力的正方向)可能是下图中的 ( )
正确答案
解析
A B、3t0-4t0内,感应电动势为:,为定值;感应电流:
,为定值,方向由b到a;安培力F2=BI2L=2F1∝B;由于B先向里逐渐减小到零,然后向外增加到,故安培力先向左由2F1逐渐减小到零;然后向右逐渐增大到2F1,故选项A 正确,B 错误。
C D、 0-2t0时间内,感应电动势为:,为定值;感应电流:
,为定值,电流方向为由a到b;安培力F1=BI1L∝B;由于B由向外的逐渐减小到零然后在增大到向里的,故安培力先向左逐渐减小到零,然后向右逐渐增大,故C、D均错误;
考查方向
电磁感应中的力
解题思路
先由法拉第电磁感应定理和欧姆定律求出感应电流I,然后由判断
易错点
磁通量的变化量计算
知识点
30.据报道,最近实验室已研制出一种电磁轨道炮,其实验装置俯视如图。炮弹(图中阴影部分)置于两固定的平行导轨之间,并与轨道壁密接.开始时炮弹在导轨的一端,通以电流后炮弹会被磁场力加速,最后从位于导轨另一端的出口高速射出.设两导轨之间的距离d=0.10m,导轨长L=5.0m,炮弹质量m=10g。导轨上电流I的方向如图中箭头所示.可以认为,炮弹在轨道内运动时,它所在处磁场的磁感应强度始终为B=50.0T,若炮弹出口速度为v=2.0×103m/s,求:
(1)磁场的方向;
(2)通过导轨的电流I。(忽略摩擦力与重力的影响)
正确答案
(1)垂直纸面向里;
(2)I=800A
解析
(1)垂直纸面向里;
(2)在导轨通有电流I时,炮弹作为导体受到磁场施加的安培力为:F=BId ①
设炮弹的加速度的大小为a,则:F=ma ②
炮弹在两导轨间做匀加速运动,因而:v2=2aL ③
联立①②③代入题给数据得:I=800A
考查方向
解题思路
见解析。
易错点
信息给予题,要按照题目要求作答。
知识点
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