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：单选题

单选题

（2015•苏州模拟）如图所示，通电导线MN在纸面内从a位置绕其一端M转至b位置时，通电导线所受安培力的大小变化情况是（　　）

A不变

B变小

C变大

D不能确定

正确答案

解析

解：从a转到b位置时，导线MN还是与磁场垂直，故F=BIL大小不变，故A正确；

故选：A

题型：简答题

简答题

如图所示，质量为60g的铜棒长为a=20cm，棒的两端与长为L=30cm的细软铜线相连，吊在磁感应强度B=0.5T、方向竖直向上的匀强磁场中．当棒中通过恒定电流I后，铜棒向上摆动，最大偏角θ=60°，g取10m/s2，求：

（1）铜棒中电流I的大小．

（2）铜棒在摆动过程中的最大速率．

正确答案

解析

解：（1）铜棒上摆的过程，根据动能定理得：

FBLsin60°-mgL（1-cos60°）=0，

又安培力为：FB=BIa

代入解得：I=2A

根据左手定则可知，与安培力方向，可得，电流方向从M到N．

（2）由题意，铜棒向上摆动的最大偏角θ=60°，根据对称性可知，偏角是30°时是其平衡位置，铜棒受力如图所示，则有：

G=FBcot30°=FB ，

当铜棒偏角是30°时，速度最大，动能最大，由动能定理可得：m=FBLsin30°-mgL（1-cos30°）

代入解得最大速度为：vm=0.96m/s．

答：（1）铜棒中电流I的大小2．

（2）铜棒在摆动过程中的最大速度为0.96m/s．

题型：简答题

简答题

质量为m=0.05Kg的导电细杆ab置于倾角为30°的平行放置的光滑导轨上，导轨宽为d=0.5m，杆ab与导轨垂直，如图所示，匀强磁场垂直导轨平面且方向向下，磁感应强度为B=0.1T．已知电源电动势E=15V，内阻r=1Ω，导轨和细杆的电阻均忽略不计，g取10m/s2．求：

（1）当电阻R取值为多少时，释放细杆后杆ab保持静止不动．

（2）当R=1Ω时，释放细杆后杆ab的加速度是多大？

正确答案

解析

解：（1）ab棒中的电流为I=

根据共点力平衡可知mgsinθ=BIL

联立解得R=2Ω

（2）ab棒中的电流为I=

有牛顿第二定律得BIL-mgsinθ=ma

答：（1）当电阻R取值为2Ω 时，释放细杆后杆ab保持静止不动．

（2）当R=1Ω时，释放细杆后杆ab的加速度是2.5m/s2

题型：简答题

简答题

如图所示，在同一水平面的两导轨相互平行，并处在竖直向上的匀强磁场中，一根质量为0.9kg的金属棒垂直导轨方向放置．导轨间距为0.5m．当金属棒中的电流为5A时，金属棒做匀速运动；当金属棒中的电流增加到8A时金属棒能获得2m/s2的加速度，求：

（1）磁场的磁感应强度B；

（2）导棒与水平导轨间的滑动摩擦系数μ．

正确答案

解析

解：金属棒匀速运动时，安培力与摩擦力，则有：f=BI1L

棒加速运动时，由牛顿第二定律可得：BI2L-f=ma

联立得：BI2L-BI1L=ma

代入数据得：B=1.2T

匀速运动时，有：f=BI1L=1.2×5×0.5N=3N

根据摩擦力公式得：f=μN=μmg

联立以上方程，代入数据得：μ==

答：（1）磁场的磁感应强度B为1.2T；

（2）导棒与水平导轨间的滑动摩擦系数μ为．

题型：简答题

简答题

如图所示，在倾角为θ=30°的斜面上，固定一宽L=0.25m的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器R．电源电动势E=12V，内阻r=1Ω，一质量m=20 克的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好．整个装置处于磁感应强度B=0.80T、垂直于斜面向上的匀强磁场中，金属棒的电阻R1=1Ω（导轨电阻不计）．金属导轨是光滑的，要保持金属棒在导轨上静止，取g=10m/s2，求：

（1）金属棒所受到的安培力的大小；

（2）通过金属棒的电流的大小；

（3）滑动变阻器R接入电路中的阻值．

正确答案

解析

解：（1）金属棒静止在金属导轨上受到重力、支持力和沿斜面向上的爬了，由受力平衡，F安=mgsin 30°

代入数据得F安=0.1 N

（2）由F安=BIL 得=0.5 A

（3）设滑动变阻器接入电路的阻值为R，根据闭合电路欧姆定律得：E=I（R+R1+r）

解得R=-r-R1=22Ω

答：（1）金属棒所受到的安培力为 0.1N；（2）通过金属棒的电流为0.5A；（3）滑动变阻器R接入电路中的阻值为22Ω

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