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：填空题

填空题

如图所示，光滑的平行导轨间距为L，倾角为θ，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，导轨中接入电动势为E，内阻为r的直流电源，电路中其余电阻不计，将质量为m电阻为R的导体棒由静止释放，求：导体棒在释放瞬间的加速度．

正确答案

解析

解：受力分析如图所示，导体棒受重力mg、支持力FN和安培力F，由牛顿第二定律：

mgsin θ-Fcos θ=ma①

F=BIL②

I=③

由①②③式可得

a=gsin θ-．

答：导体棒在释放瞬间的加速度的大小为gsin θ-．

题型：单选题

单选题

如图所示，两平行的粗糙金属导轨水平固定在匀强磁场中，磁感应强度为B，导轨宽度为L，一端与电源连接．一质量为m的金属棒ab垂直于平行导轨放置并接触良好，金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ=，在安培力的作用下，金属棒以v0的速度向右匀速运动，通过改变磁感应强度的方向，可使流过导体棒的电流最小，此时磁感应强度的方向与竖直方向成（　　）

A37°

B30°

C45°

D60°

正确答案

解析

解：对导体棒受力分析，根据共点力平衡可得

BILcosθ-μ（mg-BILsinθ）=0

解得当θ=60°I最小，故磁感应强度的方向与竖直方向为30°

故：B

题型：多选题

多选题

如图甲所示，两根光滑平行导轨水平放置，间距为L，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B．垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒．从t=0时刻起，棒上有如图乙所示的持续交流电流i，周期为T，最大值为Im，图甲中I所示方向为电流正方向．金属棒运动不影响棒中电流，则下列说法正确的是（　　）

A金属棒一直向右移动

B金属棒先向右，后向左，做往复运动

C金属棒在0～T范围内，时刻速度最大

D金属棒受到的安培力在一个周期内做正功

正确答案

A,C

解析

解：A、根据左手定则知，导体棒开始所受的安培力方向水平向右，根据F=BIL知，安培力在第一个内做变加速直线运动，在第二个内，安培力方向水平向左，大小与前内受力对称，做变减速直线运动，根据运动的对称性知，一个周期末速度为零，金属棒的速度方向未变．知金属棒一直向右移动，先向右做变加速直线运动，再向右做变减速运动，速度随时间周期性变化．故A正确，B错误．

C、根据左手定则知，导体棒开始所受的安培力方向水平向右，根据F=BIL知，安培力在第一个内做变加速直线运动，当到达时，速度达到最大，故C正确；

D、由动能定理可知，金属棒受到的安培力在一个周期内做为零，故D错误；

故选：AC

题型：简答题

简答题

如图，把质量m=10g，长L=0.2m的导体棒用两根细线悬挂于磁感应强度B=1.0×10-2T的匀强磁场中，使导体棒和磁场方向垂直，要使细线中拉力为零，且导体棒静止，导体棒中的电流大小和方向应满足什么条件．

正确答案

解析

解：细线中拉力为零，说明安培力竖直向上，根据左手定则，电流的方向为从左到右．

根据安培力公式有：F=BIL

则：I=

又F=mg

即：

答：电流大小为50A和方向应满足从左向右

题型：简答题

简答题

如图所示，一根长为L，质量m的铜棒MN，由两根相同的弹簧水平悬挂在匀强磁场中，磁感应强度为B，此时，弹簧伸长x0．当铜棒通以电流时，弹簧又伸长x0，求电流方向和电流强度．

正确答案

解析

解：对原状态时的铜棒，根据平衡条件：

kx0=mg，得：k=

通电流后，棒受向下安培力：

k•2x0=mg+F

得：F=mg

即ILB=mg得：I=，由右手定则判断电流方向由N向M．

答：电流大小为，由右手定则判断电流方向由N向M．

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