安培力、左手定则
共6197题

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安培力、左手定则
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题型：填空题

填空题

如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中，有一段弯成直角的金属导线abc，且ab=bc=L0，通有电流I，磁场的磁感应强度为B，若要使该导线静止不动，在b点应该施加一个力F0，则F0的方向为______；B的大小为______．

正确答案

垂直ac斜向上

解析

解：根据左手定则判得安培力的方向垂直ac斜向下，导线静止受力平衡，故F=F0，方向垂直ac斜向上，导线在磁场内有效长度为L，故该V形通电导线受到安培力大小为F=BIL，B==，

故答案为：垂直ac斜向上，

题型：单选题

单选题

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（　　）

A0.01N

B0.02N

C0.03N

D0.04N

正确答案

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ABC错误，D正确．

故选D．

题型：单选题

单选题

如图所示，空间存在着与圆台母线垂直向外的磁场，各处的磁感应强度大小均为B，圆台母线与竖直方向的夹角为θ．一个质量为m、半径为r的匀质金属环位于圆台底部．环中通以恒定的电流I后圆环由静止向上运动，经过时间t后撤去该恒定电流并保持圆环闭合，圆环上升的最大高度为H．已知重力加速度为g，磁场的范围足够大．在圆环向上运动的过程中，下列说法正确的是（　　）

A在时间t内安培力对圆环做功为mgH

B圆环先做匀加速运动后做匀减速运动

C圆环运动的最大速度为-gt

D圆环先有扩张后有收缩的趋势

正确答案

解析

解：环中通以恒定电流I后，圆环所受安培力为BI2πr，则在竖直方向的分力为2πrBIcosθ，

A、C由牛顿第二定律，可得：BI2πrcosθ-mg=ma，则圆环向上的加速度为a=，

则竖直方向上，在电流未撤去时，圆环将做匀加速直线运动，经过时间t，速度会达到最大值，由v=at得

，故C项正确；

在时间t内，上升的高度，则安培力对圆环做功为W=Fh，故A错误；

B、电流撤去后，由于惯性，圆环继续向上运动，在磁场中切割磁感线而做变减速运动，故B项错误；

D、圆环通电流时，电流方向为顺时针，安培力分量指向圆心，有收缩的趋势，撤去电流后，切割产生的感应电流为逆时针，则安培力分量背离圆心，则有扩张的趋势，故D项错误．

故选：C．

题型：简答题

简答题

如图所示，跟水平面成θ=37°角且连接电源的光滑金属框架宽L=20cm，一根重为G的金属棒ab水平放在金属框架，磁感应强度B=0.6T，方向竖直向上，金属棒ab的电阻Rab=1Ω，电源电动势为25V，内阻r=1Ω，当滑动变阻器的电阻为3Ω时，金属棒刚好处于静止状态．

（1）求通过金属棒的电流大小

（2）求金属棒的重力大小？（sin 37°=0.6，cos37°=0.8）

正确答案

解析

解：（1）根据闭合电路欧姆定律，有：

（2）金属棒与磁场垂直，所受安培力大小为：F=BIL=0.6×5×0.2N=0.6N

金属棒处于静止状态时，受到重力G、安培力F和斜面的支持力N，由平衡条件得

F=Gsin37°

得到：

G===1N

答：（1）通过金属棒的电流大小为0.6A；

（2）金属棒的重力大小为1N．

题型：简答题

简答题

（2015秋•长春校级期中）如图所示，PQ、MN为处于同一水平面内的平行放置的金属导轨，相距1m，一个导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量为m=0.2kg，棒的中点用细绳经滑轮与物体相连，物体的质量M=0.3kg，棒与导轨的动摩擦因数为μ=0.5，匀强磁场的磁感应强度B=2T，方向竖直向下，为了使物体匀速上升，应在棒中通入多大的电流？方向如何？（g取10m/s2）

正确答案

解析

解：导体棒受到的滑动摩擦力为：Ff=μmg

受到的安培力为：F=BIL

由于物体匀速上升，则由平衡条件可得：BIL=Mg+μmg

代入数据解得：I=2A

安培力的方向水平向左，根据左手定则知，电流的方向由b至a．

答：为了使物体匀速上升，应在棒中通入2A的电流，方向由b至a．

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