- 安培力、左手定则
- 共6197题
如图所示,两根等长的绝缘细线悬挂一水平金属细杆MN,处在与其垂直的水平匀强磁场中.金属细杆的长度为1m,质量为8.9×10-3kg.当金属细杆中通以0.89A的电流时,两绝缘细线上的拉力均恰好为零.忽略与金属细杆连接细导线的影响.求:
(1)金属细杆所受安培力的方向;
(2)金属细杆中电流的方向;
(3)匀强磁场的磁感应强度大小.
正确答案
解析
解:(1)金属细杆在重力、安培力作用下处于平衡状态,安培力和重力等大反向,故安培力方向竖直向上.
故金属细杆所受安培力的方向为:竖直向上.
(2)根据左手定则,伸开左手,让磁感线穿过手心,大拇指指向上方,四指从N指向M,故电流方向从N指向M.
故金属细杆中电流的方向为从N指向M.
(3)根据安培力公式有:F=BIL
则:
又F=mg
∴=
故匀强磁场的磁感应强度大小为0.1T.
如图所示,匀强磁场的磁感应强度大小B=1T,方向垂直纸面向里,有一条与磁场方向垂直的长度L=1m的通电直导线,电流大小I=2.0A,方向如图所示.则导线受到的安培力大小F=______N,在图中标出F的方向.
正确答案
解析
解:长度为0.5m的通电直导线,垂直放置于匀强磁场的磁感应强度为0.1T,通入电流为1A,则由公式可得安培力的大小为:
F=BIL=1×2.0×1N=2N.
电流的方向水平向右,磁场的方向垂直向里,根据左手定则可知,安培力的方向竖直向上.
故答案为:2;方向竖直向上,受力图如下所示:
质量为m的导体棒ab置于光滑圆弧形金属导轨上,导轨下端接有电源,如图所示.磁场方向为下列哪一种情况时能使导体棒静止在导轨上( )
正确答案
解析
解:导体棒受重力G、支持力F与安培力FB作用,
重力G与支持力F的合力为F合,导体棒静止,
处于平衡状态,由平衡条件可知,安培力FB与F合重力等大反向,
安培力水平向里,由图示可知,ab棒中的电流由a指向b,
由左手定则可知,磁场竖直向下;
故选C.
(2016春•龙泉驿区校级月考)如图所示,一根长度L、质量为m的直导体棒中通以大小为I的电流,在导轨上一直处于静止状态.已知垂直导体棒的匀强磁场的磁感应强度为B,B的方向与竖直方向成θ角,导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据左手定则可得导体棒受力分析如图所示.B与I垂直,故导体棒受到磁场力大小为F=BIL,故A错误;
B、根据共点力平衡规律得:BILsinθ+Fn=mg,得导体棒对轨道的压力大小为Fn=mg-BILsinθ,故B正确;
C、由于导体棒受到的是静摩擦力,因而受到静摩擦力大小要运用力的平衡规律求解,即为Ff=BILcosθ,故C错误,D正确.
故选:BD.
目前世界上输送功率最大的直流输电工程--哈(密)郑(州)特高压直流输电工程已正式投运,高压直流输电具有无感抗、无容抗、无同步问题等优点.已知某段直流输电线长度l=200m,通有从西向东I=4000A的恒定电流,该处地磁场的磁感应强度B=5×10-5T,磁倾角(磁感线与水平面的夹角)为5°(sin5°≈0.1).则该段导线所受安培力的大小和方向为( )
正确答案
解析
解:匀强磁场方向为由南向北,而电流方向为从西向东.则由左手定则可得向北与水平面成85°角斜向上方.
安培力的大小为F=BIL=5×10-5×4000×200N=40N
故选:A
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