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：多选题

多选题

如图所示，平行于纸面水平向右的匀强磁场，磁感应强度B=1T．位于纸面内的细直导线，长L=5m，通有I=3A的恒定电流．当导线与B成60°夹角时，发现其受到的安培力为零，则该区域同时存在的另一匀强磁场的磁感应强度B1的可能值为（　　）

正确答案

A,C

解析

解：通电导线所受磁场力为零，则电流方向与磁场方向平行，

说明该区域同时存在的另一匀强磁场B2，并且B2与B1的合磁场的磁感应强度方向沿导线方向，

由三角形定则可知，当B2与合磁场（通电导线）垂直时，磁场最小B2最小=B1sin60°，

则B2≥B1sin60°=T，所以B2的不可能值为T与，故AC正确，BD错误；

故选AC．

题型：单选题

单选题

在赤道上，地磁场可以看作是沿南北方向并且与地面平行的匀强磁场，磁感应强度是5×10-5T．如果赤道上有一条沿东西方向的直导线，长40m，载有20A的电流，地磁场对这根导线的作用力大小是（　　）

A4×10-2N

B2.5×10-2N

C9×10-2N

D4×10-3N

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

代入数据，解之得 F=4×10-2N，故A正确，BCD错误；

故选A

题型：简答题

简答题

如图，水平放置金属导轨M、N，平行地置于匀强磁场中，间距为L，磁场的磁感强度大小为B，方向与导轨平面夹角为α，金属棒ab的质量为m，放在导轨上且与导轨垂直，且与导轨的动摩擦因数为μ．电源电动势为E，定值电阻为R，其余部分电阻不计．则当电键调闭合的瞬间，棒ab的加速度为多大？

正确答案

解析

解：由题意知，电键闭合时，导体棒中通过的电流方向是从a到b，根据左手定则知，导体棒受到的安培力方向如图所示

因为导体棒受四个力作用下在水平方向运动，故导体棒在竖直方向所受合力为0

由题意得：F=BIL

则导体棒所受的合力F合=F合x=Fsinα

由平衡条件得：FN=mg+BILcosα

根据牛顿第二定律，BILsinα-μFN=ma

在电路中，根据闭合电路欧姆定律I= 知，

所以导体棒产生的加速度a=

答：棒ab的加速度大小为．

题型：单选题

单选题

如图所示，直角坐标系o-xyz处于匀强磁场中．有一条0.6米长的直导线沿ox方向通有9A电流，受到的安培力沿oz方向，大小为2.7N，则该磁场可能方向和磁感应强度B的最小值为（　　）

A平行于xoy平面，B=0.5T

B平行于xoy平面，B=1.0T

C平行于yoz平面，B=0.5T

D平行于xoz平面，B=1.0T

正确答案

解析

解：根据左手定则，安培力必须与电流和磁场构成的平面，故场的方向一定在xy平面内；

当电流，磁场互相垂直的时候，安培力最大，

所以最小的磁感应强度为B==T=0.5T，所以A正确．

故选A．

题型：简答题

简答题

如图所示，在水平平行放置的两根光滑长直导电轨道MN与PQ上，放着一根直导线ab，ab与导轨垂直，它在导轨间的长度为20cm，这部分的电阻为0.02Ω．导轨部分处于方向竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B=0.20T，电阻R=0.08Ω，其他电阻不计．ab的质量为0.02kg．

（1）打开开关S，ab在水平恒力F=0.01N的作用下，由静止沿轨道滑动，求经过多长时间速度才能达到10m/s？

（2）当ab的速度达到10m/s时，闭合开关S，为了保持ab仍能以10m/s的速度匀速运动，水平拉力应变为多少？

正确答案

解析

解：（1）由牛顿第二定律得：

加速度：a==0.5m/s2，

由匀变速直线运动的速度公式：v=at可知，

时间：t==20s；

（2）速度v=10m/s，感应电动势：

E=BLv=0.2×0.2×10=0.4V，

感应电流：I==4A，

导线受到的安培力：F安=BIL=0.2×4×0.2=0.16N，

导线匀速运动，由平衡条件得：F=F安=0.16N；

答：（1）经过20s速度才能达到10m/s；

（2）水平拉力应变为0.16N．

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