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题型:简答题
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简答题

在倾角为α的光滑斜面上,置一根通有电流I,长为L,质量为m的导体棒,如图所示,试求:

(1)欲使棒静止在斜面上,外加匀强磁场的磁感应强度的最小值和方向;

(2)欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力,外加匀强磁场的磁感应强度的最小值和方向;

(3)分析棒有可能静止在斜面上且要求B垂直于L,外加匀强磁场的方向范围.

正确答案

解析

解:(1)当安培力F平行于斜面向上时B最小,即:BIL=mgsinα

得:B=

据左手定则可知:B的方向垂直于斜面向上

(2)由平衡条件可知:

mg=BIL

B=

据左手定则可知:方向水平向左.

(3)为讨论方便,如图所示,欲使棒有可能平衡,安培力的方向需限定在图F1和F2之间,据图看出,F的方向应包括F2的方向,但不包括F1的方向,据左手定则:B与x轴的夹角θ满足α<θ≤π.

答:(1)欲使棒静止在斜面上,外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值,方向垂直与斜面向上.

(2)欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力,外加匀强磁场的磁感应强度B的大小,方向水平向左.

(3)分析棒有可能静止在斜面上且要求B垂直l,应加外磁场的方向范围足α<θ≤π

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题型: 单选题
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单选题

如图所示,金属导轨与水平面成α=30°倾斜放置,导轨间距L=0.5m,顶端接有E=6V,内电阻r=1Ω的电源,下端接有阻值R=4Ω的电阻,空间有磁感应强度B=2T的垂直于斜面向上的匀强磁场,导轨上放有质量m=0.25kg,电阻也为R=4Ω的金属棒且处于静止状态,导轨的电阻不计,g=10m/s2,下列关于金属棒所受静摩擦力的说法正确的是(  )

A沿斜面向上,大小为0.25N

B沿斜面向下,大小为0.25N

C沿斜面向上,大小为0.75N

D沿斜面向下,大小为0.75N

正确答案

D

解析

解:金属棒受力分析,重力、安培力、摩擦力和导轨的支持力而处于平衡状态.

根据闭合电路欧姆定律可得,

由于垂直于斜面向上,则安培力大小,F=BIL=2×2×0.5N=2N,

重力的下滑分力,G1=mgsinα=0.25×10×0.5N=1.25N,

由于金属棒处于静止状态,所以导轨给金属棒的静摩擦力是沿着斜面向下,大小为(2-1.25)N=0.75N,故D正确,ABC均错误,

故选:D

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题型: 多选题
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多选题

如图所示,在倾角为α的光滑斜面上,垂直斜面放置一根长为L、质量为m的直导线,当通以电流I时,欲使导线静止在斜面上,外加匀强磁场B的大小和方向可能是(  )

AB=,方向垂直斜面向上

BB=,方向垂直斜面向下

CB=,方向竖直向上

DB=,方向水平向左

正确答案

B,D

解析

解:A、外加匀强磁场的磁感应强度B的方向垂直斜面向上,则沿斜面向下的安培力、支持力与重力,无论B多大三个力的合力不可能为零,直导线不可能处于平衡状态,故A错误;

B、外加匀强磁场的磁感应强度B的方向垂直斜面向下,则沿斜面向上的安培力、支持力与重力,处于平衡状态,根据平衡条件:mgsinθ=BIL,则B=mg,故B正确;

C、外加匀强磁场的磁感应强度B的方向竖直向上,则水平向右的安培力、支持力与重力,无论B多大三个力的合力不可能为零,直导线不可能处于平衡状态,故C错误;

D、外加匀强磁场的磁感应强度B的方向水平向左,则竖直向上的安培力、重力,若二力平衡,则B=,导线处于平衡,故D正确;

故选:BD.

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题型:填空题
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填空题

通电导线在磁场中受到磁场力的大小和__________________以及______有关.当磁感线和通电导线______时,磁场力最大;当磁感线和通电导线______时,磁场力为零.

正确答案

磁感应强度

导线中电流

通电导线长度

通电导线与磁场的夹角

垂直

平行

解析

解:通电导线在磁场中受到磁场力也就是安培力的大小计算公式是F=BILsinθ

则其大小与B:磁感应强度,I:导线中电流,L:通电导线长度,θ:通电导线与磁场的夹角有关

当磁感线和通电导线垂直时,即θ=90°时,磁场力最大为F=BIL

当磁感线和通电导线平行时,即θ=0°时,磁场力最小为F=0;

故答案为:磁感应强度;  导线中电流;  通电导线长度;  通电导线与磁场的夹角;  垂直;  平行

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题型: 单选题
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单选题

如图,在匀强磁场B中,一根粗细均匀的通电直导线置于水平桌面上,此时导线对桌面有压力的作用,要使导线对桌面的压力为零,下列措施可行的是(  )

A增大电流强度

B减小磁场的磁感应强度

C使电流反向

D使磁场反向

正确答案

A

解析

解:A、增大电流强度,安培力增大,则支持力会减小到零.故A正确.

B、开始导线受重力、支持力和向上的安培力处于平衡,减小磁感应强度,则安培力减小,支持力增大.故B错误

C、使电流反向,安培力方向向下,支持力等于重力和安培力之和,一定不为零.故C错误.

D、磁场反向,安培力方向向下,支持力等于重力和安培力之和,一定不为零.故D错误.

故选:A

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