- 安培力、左手定则
- 共6197题
如图所示,在同一水平面的两导轨相互平行,相距2m并处于竖直向上的磁感应强度B为0.75T的匀强磁场中,一根质量为3.0kg的金属杆放在导轨上且与导轨垂直,当金属棒中通如图所示的电流为5A时,金属棒恰好做匀速直线运动,求:(g=10m/s2)
(1)导轨与金属棒间的动摩擦因数;
(2)保持其它条件不变,通入金属棒中电流变为9A瞬间,金属棒加速度的大小;
(3)保持其它条件不变,将两导轨的右端抬高,使其与水平方向夹角为45°,若要仍使金属棒保持静止且与导轨间无摩擦力,金属棒中的电流.
正确答案
解析
解:(1)金属棒受到的安培力:F=BIL,
由平衡条件得:μmg=BIL,
代入数据得:μ=0.25;
(2)金属棒受到的安培力:F′=BI′L,
由牛顿第二定律得:BI′L-μmg=ma,
代入数据得:a=2m/s2;
(3)金属棒静止,受重力、支持力、安培力(水平),处于平衡状态,由平衡条件得:
BI2L=mgtanθ,
代入数据得:
I2=2A,
答:(1)导轨与金属棒间动摩擦因数为0.25;
(2)保持其它条件不变,通入金属棒中电流变为9A瞬间,金属棒加速度的大小为2m/s2;
(3)保持其它条件不变,将两导轨的右端抬高,使其与水平方向夹角为45°,若要仍使金属棒保持静止且与导轨间无摩擦力,金属棒中的电流为2A.
根据所学知识判断图中哪一个图是正确的( )
正确答案
解析
解:A、根据左手定则,可以判断导体受到的安培力竖直向下,故A正确;
B、根据左手定则,可以判断带电体受到的洛伦兹力力竖直向上,故B错误;
C、带正点的粒子在电场中受到的力为电场中该点电场线的切线方向,故C错误;
D、通电螺线管产生的磁场由右手定则可知,左侧是N极,右侧是S极,故小磁针的N极在右端,故D错误;
故选:A
如图所示,abcd是一竖直的矩形导线框,线框面积为S,放在磁场中,ab边在水平面内且与磁场方向成60°角,若导线框中的电流为I,则导线框所受的安培力对某竖直的固定轴的力矩等于______.
正确答案
BIS
解析
解:I与B夹角为60°,根据力矩的公式M=BIScosθ=BIS;
故答案为:BIS.
一长度为1m的直导线通以电流强度为2A的电流以后,垂直放入0.5T的匀强磁场中,求该导线所受的安培力.
正确答案
解析
解:长度为1m的通电直导线,垂直放置于匀强磁场的磁感应强度为0.5T,通入电流为2A,则由公式可得安培力的大小为:
F=BIL=0.5×2×1N=1N.
答:该导线所受的安培力为1N
如图所示,一根有质量的金属棒MN,两端用细软导线连接后悬挂于a、b两点.棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中,棒中通有电流,方向从M流向N,此时悬线上有拉力,为了使拉力等于零,可( )
正确答案
解析
解:棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中,棒中通有电流,方向从M流向N,根据左手定则可得,安培力的方向竖直向上,由于此时悬线上有拉力,为了使拉力等于零,则安培力必须增加.所以适当增加电流强度,或增大磁场;
而使电流或磁场反向时,只能使安培力反向,拉力将一定增大;故只有C正确,ABD错误;
故选:C.
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