- 安培力、左手定则
- 共6197题
在水平匀强磁场中,用两根相同的细绳水平悬挂粗细均匀的直导线MN,导线中通以从M到N的电流I,此时绳子受力都是F,为使F=0,可采用下列方法中的( )
正确答案
解析
解:A、MN开始受重力、向上的安培力和拉力处于平衡,若电流强度增大,根据FA=BIL,知安培力增大,则拉力减小,电流强度增大到某一值,拉力F可以为0.故A正确.
B、减小电流强度,根据FA=BIL,知安培力减小,则拉力增大.故B错误.
C、使电流反向,安培力反向,变成向下,要处于平衡,拉力不可能为0.故C错误.
D、磁场B反向,安培力反向,变成向下,要处于平衡,拉力不可能为0.故D错误.
故选A.
如图所示,一倾角为α=60°的光滑斜面上,一根长为L=1m,重G=3N,通有电流I=3A的金属棒.求:
(1)若匀强磁场的磁感应强度方向竖直向上,且金属棒静止在斜面上,金属棒对斜面的压力?
(2)若金属棒静止在斜面且对斜面的压力为0,则匀强磁场的磁感应强度的大小和方向?
(3)让金属棒静止在斜面上需要的磁感应强度最小值多大?方向如何?
正确答案
解析
解:(1)对金属棒受力分析如图:
根据平衡条件:N==
=6N
根据牛顿第三定律:金属棒对斜面的压力N′=6N
(2)若金属棒静止在斜面且对斜面的压力为0,根据平衡条件所受安培力竖直向上,且BIL=mg
得:B==1T
由左手定则判断B的方向水平向右;
(3)当安培力平行于斜面向上时安培力有最小值,则B有最小值,
mgsinα=B′IL
得:B′==
T
由左手定则判断磁场方向垂直斜面向上;
答:(1)若匀强磁场的磁感应强度方向竖直向上,且金属棒静止在斜面上,金属棒对斜面的压力为6N;
(2)若金属棒静止在斜面且对斜面的压力为0,则匀强磁场的磁感应强度的大小为1T和方向水平向右;
(3)让金属棒静止在斜面上需要的磁感应强度最小值为T,方向垂直斜面向上;.
地球是个大磁体,在赤道上,地磁场可以看成是沿南北方向的匀强磁场.如果赤道某处的磁感应强度大小为0.5×10-4T,在赤道上有一根东西方向的直导线,长为20m,载有从东往西的电流30A.则地磁场对这根导线的作用力大小为______,方向为______.
正确答案
3.0×10-2N
竖直向下
解析
解析 地磁场的磁感应强度为0.5×10-4 T,方向由南向北,导线垂直于地磁场放置,长度为20 m,载有电流30 A,则其所受安培力为:
F=BIL=0.5×10-4×30×20 N=3.0×10-2 N,
根据左手定则可以判断导线所受安培力的方向竖直向下.
故答案为:3.0×10-2 N,竖直向下.
把一根长为L=10cm的直导线垂直磁感线方向放入如图所示的匀强磁场中.
(1)当导线中通以I1=2A的电流时,导线受到的安培力大小为1.0×10-7N,试求该磁场的磁感应强度的大小B.
(2)若该导线中通以I2=3A的电流,试求此时导线所受安培力大小F,并判断安培力的方向.
正确答案
解析
解:(1)由B= 代入数据得:B=5×10-7T
故磁场的磁感应强度为5×10-7T.
(2)由F=BIL
代入数据得:F=1.5×10-7N
答:(1)当导线中通以I1=2A的电流时,导线受到的安培力大小为 1.0×10-7N,则该磁场的磁感应强度的大小5×10-7T.
(2)若该导线中通以I2=3A的电流,此时导线所受安培力大小1.5×10-7N.
(2015秋•天津期末)关于磁场中的通电导线和运动电荷的说法中,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据左手定则,磁场对通电导线的作用力方向一定与磁场方向垂直.故A错误.
B、根据左手定则,磁场对运动电荷的作用力方向一定与速度方向垂直.故B正确.
C、由于洛伦兹力始终与速度方向垂直,洛伦兹力不做功,只受洛伦兹力作用时,其动能不变;但洛伦兹力与速度垂直,所以一直在改变速度的方向,故速度一直在变.故C错误.
D、电荷如果沿着磁场方向运动,则电荷不受洛伦兹力,根据牛顿第一定律,不受力将保持原来的匀速直线运动.故D错误.
故选:B
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