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题型: 多选题
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多选题

如图所示的装置可以用来测定磁场的磁感应强度,天平右臂下面挂一个矩形线圈,宽为L,共n匝,线圈的下半部分悬在匀强磁场中,磁场方向垂直于纸面.当线圈中通有图示方向的电流I时,天平左右两盘中各加上质量分别为m1和m2的砝码后,天平平衡;当电流反向时(大小不变),右盘中再加质量为m的砝码后,天平重新平衡.由此可知(  )

A磁感应强度的方向垂直纸面向里,大小为(m1-m2

B磁感应强度的方向垂直纸面向里,大小为

C磁感应强度的方向垂直纸面向外,大小为(m1-m2

D磁感应强度的方向垂直纸面向外,大小为

正确答案

A,B

解析

解:A、当B的方向垂直纸面向里,开始线圈所受安培力的方向向下,由平衡知m1g=nBIL+m2g;电流方向相反后,则有m1g=(m2+m)g-nBIL,所以B=.故AB正确

C、当B的方向垂直纸面向外,开始线圈所受安培力的方向向上,由平衡知m1g=m2g-nBIL;电流方向相反,则安培力方向反向,变为竖直向下,则有m1g=(m2+m)g+nBIL所以B=-,负号表示方向相反,CD错误,

故选:AB.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,两根平行放置的导电轨道,间距为L,倾角为θ,轨道间接有电动势为E(内阻不计)的电源,现将一根质量为m、电阻为R的金属杆ab水平且与轨道垂直放置,金属杆与轨道接触摩擦和电阻均不计,整个装置处在匀强磁场中且ab杆静止在轨道上,求:

(1)若磁场竖直向上,则磁感应强度B1是多少?

(2)如果金属杆对轨道无压力,则匀强磁场的磁感应强度的B2是多少?方向如何?

(3)若所加匀强磁场的大小和方向可以改变,则磁感应强度至少多大?什么方向?

正确答案

解析

解:(1)对导体棒受力分析如图所示:

由平衡条件得

B1IL=mgtanθ

B1=

(2)磁场方向水平向左

且B2IL=mg

则B2=

(3)设安培力

方向与斜面夹角为α,对导体棒受力分析如图所示:

由平衡条件得

B′ILcosα=mgsinθ

B′=

当α=0°时,B′最小,其最小值为

B′min=

由于安培力方向平行斜面向上,电流方向垂直纸面向里,由左手定则可判断磁场方向垂直斜面向上.

答:(1)若磁场竖直向上,则磁感应强度B1

(2)如果金属杆对轨道无压力,则匀强磁场的磁感应强度的B2,方向向左

(3)若所加匀强磁场的大小和方向可以改变,则磁感应强度至少,方向垂直斜面向上.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,在两根劲度系数都为k的相同的轻质弹簧下悬挂有一根导体棒ab,导体棒置于水平方向的匀强磁场中,且与磁场垂直.磁场方向垂直纸面向里,当导体棒中通以自左向右的恒定电流时,两弹簧各伸长了△l1;若只将电流反向而保持其他条件不变,则两弹簧各伸长了△l2

求:(1)导体棒通电后受到的磁场力的大小?

(2)若导体棒中无电流,则每根弹簧的伸长量为多少?

正确答案

解析

解:(1)导体棒受竖直向下的重力mg,两弹簧竖直向上的拉力f=2K△l1

电流自左向右时,由左手定则可知,安培力F=BIL,导体棒静止,

处于平衡状态,由平衡条件得:mg=2K△l1+F…①

电流自右向左时,由左手定则可知,安培力F=BIL竖直向下,

此时两弹簧竖直向上的拉力f=2K△l2,导体棒静止,

处于平衡状态,由平衡条件得::mg+F=2K△l2 …②

由①②解得:F=K(△l2-△l1);  

(2)当导体棒中没有电流时,棒受到竖直向下的重力mg,

竖直向上的两弹簧的拉力2K△x,棒静止,处于平衡状态,

由平衡条件得:mg=2K△x…③

由①②③解得:△x=

答:(1)导体棒通电后受到的磁场力F的大小为K(△l2-△l1).

(2)若导体棒中无电流,则每根弹簧的伸长量△x为

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题型: 多选题
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多选题

关于磁场对通电直导线的作用力,下列说法中正确的是(  )

A通电直导线跟磁场方向平行时作用力最小,等于零

B通电直导线跟磁场方向垂直时作用力最大

C作用力的方向既垂直磁场方向,又垂直电流方向

D通电直导线跟磁场方向不垂直时没有作用力

正确答案

A,B,C

解析

解:A、当导线的方向与磁场的方向平行,所受安培力为0,最小.当导线的方向与磁场方向垂直时,安培力最大,为F=BIL.故A、B正确.

    C、根据左手定则,知安培力的方向既垂直磁场方向,又垂直电流方向.故C正确.

    D、当导线的方向与磁场的方向平行,所受安培力为0,当导线与磁场的方向既不平行也不垂直时,安培力的大小介于0和最大值之间.故D错误.

故选ABC.

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题型:填空题
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填空题

如图所示的匀强磁场,磁感应强度为0.2T,通电直导线与磁场方向垂直,导线长度为0.2m,导线中电流为1A.该导线所受安培力的大小为______N.

正确答案

0.04

解析

解:由图可知电流与磁场方向垂直,因此直接根据安培力的大小为:F=BIL=0.2×0.2×1=0.04N,

故答案为:0.04N

下一知识点 : 匀强磁场
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