- 安培力、左手定则
- 共6197题
把一根不计重力的、通电的硬直导线ab放在磁场中,导线所在区域的磁感线呈弧形,如图所示.导线可以在空中自由移动和转动,导线中的电流方向由a向b,关于导线的受力和运动情况下述说法正确的是( )
正确答案
解析
解:磁感线如图所示,
则由图示可知左侧导体所处的磁场方向斜向上,右侧导体所处的磁场斜向下,则由左手定则可知,左侧导体受力方向向外,右侧导体受力方向向里,故从上向下看,小磁针应为逆时针转动;当导体转过90°时,由左手定则可得导体受力向下,故可得出导体运动为逆时针转动的同时还要向下运动.即为a端转向纸外,b端转向纸里,且靠近磁铁,同时导线受到的安培力的方向一定与导线垂直.故AC正确,BD错误;
故选:AC
如图所示的等臂天平可用来测定磁感应强度.天平的右臂下面挂有一个矩形线圈,宽为l,共N匝,线圈的下部悬在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面.当线圈中通有电流I(方向如图)时,天平平衡;当电流反向(大小不变)时,右边再加上质量为m的砝码后,天平重新平衡.由此可知( )
正确答案
解析
解:由题可知B的方向垂直纸面向里,开始线圈所受安培力的方向向下,电流方向相反,则安培力方向反向,变为竖直向上,相当于右边多了两倍的安培力大小,所以需要在右边加砝码.则有mg=2NBIL,所以B=.故ABC错误,D正确
故选:D
如图所示,长为2L的直导线AC折成边长相等,夹角为120°的V形,并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中,磁感应强度为B,当在该导线中通以电流强 度为I的电流时,该V形通电导线受到的安培力大小为( )
正确答案
解析
解:导线在磁场内有效长度为2Lsin60°=L,故该V形通电导线受到安培力大小为F=BI2lsin30°=
BIL,选项C正确.
故选:C
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=20g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好.整个装置处于磁感强度B=0.80T、垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计).金属棒与金属导轨间的最大静摩擦力为0.05N,取g=10m/s2,要保持金属棒在导轨上静止,滑动变阻器R接入电路中的阻值可能为( )
正确答案
解析
解:金属棒受重力、摩擦力、安培力和支持力而平衡,
若电阻较小,电流较大时摩擦力沿斜面向下:mgsin30°+f=BIL
代入数据解得:I=0.75A
设变阻器接入电路的阻值为R,根据闭合电路姆定律可得:
E=I(R+r)
代入数据解得:R=15Ω
若电阻较大,电流较小时摩擦力沿斜面向上:mgsin30°=f+BI′L
代入数据解得:I′=0.25A
设变阻器接入电路的阻值为R,根据闭合电路姆定律可得:
E=I′(R′+r)
代入数据解得:R′=47Ω
所以15Ω≤R≤47Ω
故选:ABC
如图所示,PQ和MN为水平、平行放置的金属导轨,相距1m,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,棒与导轨间的动摩擦因数为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:导体棒的最大静摩擦力大小为fm=0.5mg=1N,M的重力为G=Mg=3N,则fm<G,要保持导体棒匀速上升,则安培力方向必须水平向左,则根据左手定则判断得知棒中电流的方向为由a到b.
根据受力分析,由共点力平衡,则有F安-T-f=0
F安=BIL,
联立得:I=2A
答:为了使物体匀速上升,应在棒中通入2A的电流,方向由a向b
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