- 安培力、左手定则
- 共6197题
在倾角θ=30°的斜面上,固定一金属框,宽L=0.5m,接入电动势E=12V、内阻不计的电池和滑动变阻器.垂直框面放有一根质量m=0.1kg,电阻为r=1.6Ω的金属棒ab,不计它与框架间的摩擦力,不计框架电阻.整个装置放在磁感应强度B=0.8T,垂直框面向上的匀强磁场中,如图所示,调节滑动变阻器的阻值,当R的阻值为多少时,可使金属棒静止在框架上?(假设阻值R可满足需要)(g=10m/s2)
正确答案
解析
解:金属棒刚好平衡
BIL=mgsinθ①
根据欧姆定律知 I=②
由①②知R=-r=
=8Ω
答:当R的阻值为8Ω时,可使金属棒静止在框架上.
如图所示,水平方向有一匀强磁场,磁感应强度大小为B=0.2T,有一段通电导线竖直放置,长度为L=0.8m,当导线中通入大小为I=1A,方向如图所示的电流时,试问:
(1)导线所受安培力有多大?方向如何?
(2)若将导线在纸面内沿顺时针方向转过90°,则安培力的大小是多少?
正确答案
解析
解:(1)受到的安培力为F=BIL=0.2×1×0.8N=0.16N
根据左手定则可知受到的安培力垂直于纸面向里;
(2)顺时转过90°,此时导线与磁场平行,故此时不受安培力,即F=0
答:1)导线所受安培力有为0.16N,方向垂直于纸面向里
(2)若将导线在纸面内沿顺时针方向转过90°,则安培力的大小是0
(2015秋•济宁期末)用粗细均匀的电阻丝折成等边三角形框架abc,边长为L,每边电阻均为R,一电动势为E,内阻为R的电源与框架的两个顶点a、b相连.磁感应强度为B的匀强磁场与三角形框架所在的平面垂直,如图所示.则整个三角形框架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,如图
等效电路为r和2r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°,根据平行四边形定则其合力大小为:
F3=BI3L=
故三角形框架受到的安培力的合力大小为:
故选:B
(2013秋•海淀区校级期末)两平行金属导轨间距离L=0.4m,金属导轨所在的平面与水平面夹角37°,在导轨所在平面内,分布着磁感应强度B=0.5T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场.金属导轨的一端接有电动势E=6V、内阻r=0.5Ω的直流电源.现把一个质量为m=0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上,导体棒静止.导体棒与金属导轨垂直且接触良好,与金属导轨接触的两点间的导体棒的电阻R=2.5Ω,金属导轨电阻不计,g取10m/s2.已知sin37°=0.60,cos37°=0.80,求:
(1)通过导体棒的电流;
(2)导体棒受到的安培力大小;
(3)导体棒受到的摩擦力大小和方向.
正确答案
解析
解:(1)导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路,根据闭合电路欧姆定律有:
I=
(2)导体棒受到的安培力:
F安=BIL=0.5×2×0.4N=0.4N
(3)导体棒所受重力沿斜面向下的分力为:F1=mg sin37°=0.24N
由于F1小于安培力,故导体棒受沿斜面向下的摩擦力f,根据共点力平衡条件为:
mg sin37°+f=F安
解得:f=0.16N
答:(1)通过导体棒的电流为2A;
(2)导体棒受到的安培力大小为0.4N;
(3)导体棒受到的摩擦力大小为0.16N和方向沿斜面向下
长L=60cm质量为m=6.0×10-2kg,粗细均匀的金属棒,两端用完全相同的弹簧挂起,放在磁感强度为B=0.4T,方向垂直纸面向里的匀强磁场中,如图所示,若不计弹簧重力,问:
(1)要使弹簧不伸长,金属棒中电流的大小和方向如何?
(2)如在金属中通入自左向右、大小为I=0.2A的电流,弹簧伸长x1=1cm,若通入金属棒中的电流仍为0.2A,但方向相反,这时弹簧伸长了多少?(g=10m/s2)
正确答案
解析
解:(1)要使弹簧不伸长,则重力应与安培力平衡,所以安培力应向上,据左手定则可知电流方向应向右
因mg=BIL
所以
(2)因在金属中通入自左向右、大小为I1=0.2A的电流,弹簧伸长,即金属棒下降x1=1cm,
由平衡条件得:mg=BIL+2kx1
当电流反向时,由平衡条件得:mg=-BIL+2kx2
解得:
答:(1)要使弹簧不伸长,金属棒中电流的大小为2.5A方向向右
(2)弹簧伸长了1.16cm.
扫码查看完整答案与解析