安培力、左手定则
共6197题

· 安培力、左手定则

安培力、左手定则
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题型：简答题

简答题

地磁场在地面附近的平均值为5×10-4T．一导线东西放置，长为20m，当通入20A的电流时，它受到的磁场力为多大？若把该通电导线南北放置，它受到的磁场力为多大？

正确答案

解析

解：匀强磁场方向为由南向北，而电流方向为从东向西．则电流方向与磁场方向相互垂直，因此安培力的大小为F=BIL

解得 F=BIL=5×10-4×20×20N=0.2N，

若把该通电导线南北放置，两者相互平行，则安培力为零，

答：它受到的磁场力为0.2N，若把该通电导线南北放置，它受到的磁场力为0

题型：单选题

单选题

如图所示，边长为L的等边三角形导体框是由3根电阻为3r的导体棒构成，磁感应强度为B的匀强磁场垂直导体框所在平面，导体框两顶点与电动势为E，内阻为r的电源用电阻可忽略的导线相连，则整个线框受到的安培力大小为（　　）

正确答案

解析

解：根据左手定则判断出各段受到的安培力的方向，等效电路为3r和6r并联，并联后总电阻为：

则路端电压U=

根据欧姆定律：I12=

I3=

则安培力F1=F2=BI12L，F1，F2的夹角为120°，

F3=BI3L

故三角形框架受到的安培力的合力大小为：由以上联立解得F=，故B正确；

故选：B

题型：单选题

单选题

关于磁场对通电直导线作用力的大小，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大

B通电直导线跟磁场方向垂直时作用力最大

C通电直导线跟磁场方向有夹角时作用力最大

D以上说法都不对

正确答案

解析

解：通电导体受安培力的条件为导线与磁场有一定夹角，当通电直导线与磁场方向平行时，导线不受安培力作用，当导线与磁场方向垂直时，安培力最大，最大值为F=BIL，根据左手定则可知安培力的方向与磁场垂直，故ACD错误，B正确．

故选：B

题型：简答题

简答题

如图所示，两平行导轨相距0.1m，处于一匀强磁场中，导轨与水平面的夹角θ=37°；金属棒MN质量m=0.05kg，电阻R=1Ω，水平放置在导轨上并与导轨垂直；MN与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数μ=0.5；磁场的磁感应强度B=1.0T，方向垂直于轨道平面斜向下；电源电动势E=20V，内阻不计；调整滑动变阻器阻值，使得开关S闭合时，MN能保持静止．设最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：

（1）当金属棒MN中电流I=2.0A时，其受到的安培力多大？方向如何？

（2）若要保持金属棒MN静止，变阻器的阻值Rp应多大？

正确答案

解析

解：（1）导体棒受到的安力为：F=BIL=1×2×0.1N=0.2N，方向沿斜面向上

（2）由闭合电路的欧姆定律可知：E=I（R+RP）

当安培力最小时，金属棒有下滑的趋势，摩擦力沿斜面向上且达到最大静摩擦力，此时Rp有最大值，有：

BIL+μmgcosθ=mgsinθ

联立解得：I=1A，RP=19Ω

当安培力最大时，金属棒有上滑的趋势，摩擦力沿斜面向上且达到最大静摩擦力，此时Rp有最小值，有：

BIL=μmgcosθ+mgsinθ

联立解得：I=5A，Ep=3Ω

即Rp在19Ω≥RP≥3Ω时，导体棒MN能保持静止

答：（1）当金属棒MN中电流I=2.0A时，其受到的安培力0.2N，方向沿斜面向上

（2）若要保持金属棒MN静止，变阻器的阻值Rp应19Ω≥RP≥3Ω

题型：简答题

简答题

如图所示，在同一水平面内的两导轨相互平行，相距为L=2m，并处在竖直向上的匀强磁场中，一根质量m=2kg的金属棒放在导轨上，与导轨之间的动摩擦因数为μ=0.25．当金属棒中的电流I=5A时，金属棒做匀速运动；则磁场的磁感应强度为多少？若金属棒中的电流增加到6A时，金属棒获得的加速度是多少？（g取10m/s2）

正确答案

解析

解：当电流为5A时，匀速运动，故μmg=BI1L

当电流为6A时，由牛顿第二定律得BI2L-μmg=ma

a=m/s2=0.4m/s2

答：磁感应强度为0.4T，获得加速度为0.4m/s2

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