- 安培力、左手定则
- 共6197题
如图所示,在竖直向下的匀强磁场中有两根竖直放置的平行粗糙导轨CD、EF,导轨上放有一金属棒MN.现从t=0时刻起,给棒通一图示方向的电流且电流强度与时间成正比,即I=kt,其中k为常量,金属棒与导轨始终垂直且接触良好.下列关于棒的速度v、加速度a随时间t变化的关系图象,可能正确的是( )
正确答案
解析
解:当从t=0时刻起,金属棒通以I=kt,则由左手定则可知,安培力方向垂直纸面向里,使其紧压导轨,则导致棒在运动过程中,所受到的摩擦力增大,所以加速度在减小,由于速度与加速度方向相同,则做加速度减小的加速运动.
当滑动摩擦力等于重力时,加速度为零,则速度达到最大,其动能也最大.
当安培力继续增大时,导致加速度方向竖直向上,则出现加速度与速度方向相反,因此做加速度增大的减速运动.
A、而速度与时间的图象的斜率表示加速度的大小,故A错误,B正确;
C、则有:μN=mg 而N=BIL=BLkt 由牛顿第二定律得:mg-μBLKt=ma,因此,而重力小于摩擦力时,加速度方向向上,故C错误,D正确;
故选:BD
如图所示,在匀强磁场B的区域中有一光滑斜面体,光滑斜面体与水平面间夹角为α,在斜面上放了一根长L,质量为m的导线,当通以如图示方向的电流I后,导线恰能保持静止,则磁感应强度B必须满足( )
正确答案
解析
解:A、磁场垂直向外时,由于电流与磁场方向平行,故安培力为零,不可能平衡,故A错误;
B、磁场方向垂直斜面向下时,根据左手定则,安培力沿斜面向上,导体棒还受到重力和支持力,根据平衡条件和安培力公式,有
mgsinα=BIL
解得
B=
故B正确;
C、磁场竖直向下时,安培力水平向左,导体棒还受到重力和支持力,根据平衡条件和安培力公式,有
mgtanα=BIL
解得
B=
故C正确;
D、磁场方向水平向左时,安培力竖直向上,与重力平衡,有
mg=BIL
解得
B=
故D正确;
故选:BCD.
(2015秋•蓟县期中)一根长0.2m,电流强度为2A的通电直导线,垂直磁感线放在匀强磁场中,直导线受到的磁场力大小为0.4N,则匀强磁场的磁感应强度为______.
正确答案
1T
解析
解:长为0.2m的直导线中通入2A的电流,将导线垂直放在匀强磁场中,受到的安培力为0.4N,故:
B=
故答案为:1T
如图所示,方形线框ABCD与通电直导线MN在同一平面内,相互不接触,导线MN与AB边的距离大于与CD边的距离,MN中通以由N向M的电流,在电流增大的过程中,线框所受的安培力的方向是( )
正确答案
解析
解:金属线框abcd放在导线MN上,导线中电流产生磁场,根据安培定则判断可知,线框abcd左右两侧磁场方向相反,线框左侧的磁通量大于线框右侧的磁通量,磁通量存在抵消的情况.若MN中电流突然增大时,穿过线框的磁通量将增大.根据楞次定律可知,感应电流的磁场要阻碍磁通量的变化,则线框abcd感应电流方向为顺时针,再由左手定则可知,左边受到的安培力水平向左,而右边的安培力方向也水平向右,故安培力的合力向右.故B正确,ACD错误.
故选:B
一根粗细均匀的导线AB长为0.5m,质量为10g,用两根柔软的细线悬挂在磁感应强度为0.4T的匀强磁场中,如图所示,要使悬线的拉力为零,则金属导线中的电流大小和方向为( )
正确答案
解析
解:据平衡条件知安培力与重力等大反向,则安培力方向竖直向上,
BIL=mg=0.01×9.8=0.098N
得:I=A=0.49A
由左手定则判断电流由A向B;
故选:A.
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