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题型:简答题
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简答题

如图所示,两个完全相同的光滑绝缘环正对着固定在水平地面上,绝缘环的半径R=0.5m,一质量m=60g,长l=1m、电阻r=1.5Ω的导体棒穿过两环放于其上,且软导线丝将导体棒与一电动势E=3v、内阻不计的电源构成闭合电路,整个装置处于竖直向上、磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中.重力加速度g=10m/s2.开关闭合后,求:

(1)导体棒沿绝缘环上升的最大高度h;

(2)导体棒沿绝缘环上升过程中的最大速度vm

正确答案

解析

解:(1)当导体棒合力为0时对导体棒受力分析如图所示,金属棒受到重力、安培力和两个环的支持力,安培力为:

F=BIl==0.8N

重力为:mg=0.6N

故tanθ=,则θ=53°

则导体棒沿绝缘环上升的最大高度为:

h=R-Rcosθ=0.2m;

(2)由动能定理得:

F•Rsinθ-mgR(1-cosθ)=

代入数据得:v=

答:(1)导体棒沿绝缘环上升的最大高度h为0.2m;

(2)导体棒沿绝缘环上升过程中的最大速度vm

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题型:简答题
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简答题

如图所示,质量为m、长度为L水平金属棒通过两根细金属丝悬挂在绝缘架MN下面,整个装置处于竖直方向的匀强磁场中,当金属棒通过a→b的电流I后将向外偏转α角重新平衡,求匀强磁场的磁感应强度.

正确答案

解析

解:根据题意画出杆ab的受力图如下所示:(从右向左看)

导体棒处于平衡状态,设绳子拉力为T,因此有:

Tcosθ=mg                ①

Tsinθ=F=BIL             ②

联立①②解得:      

根据左手定则可知,磁场方向竖直向上.

故匀强磁场的磁感应强度为:,方向竖直向上.

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题型: 多选题
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多选题

如图所示,一根质量为m的金属棒AC,用软线悬挂在磁感强度为B的匀强磁场中,通入A→C方向的电流时,悬线张力不为零,欲使悬线张力为零,可以采用的办法是(  )

A不改变电流和磁场方向,适当增大电流

B不改变磁场和电流方向,适当增大磁感应强度

C改变电流方向,并适当增加电流

D改变电流方向,并适当减小电流

正确答案

A,B

解析

解:A、不改变电流和磁场方向,适当增大电流,可增大安培力,能使悬线张力为零.故A正确;

B、不改变磁场和电流方向,金属棒所受的安培力方向仍向上,适当减小磁感强度,安培力增大,悬线张力为零,所以B正确;

C、只改变电流方向,金属棒所受安培力方向向下,悬线张力一定不为零.故CD错误;

故选:AB

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题型: 单选题
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单选题

如图,a和b是两条靠得很近的平行通电直导线,电流方向如图所示,且Ia>Ib,当垂直于a、b所在平面向里加一匀强磁场B时,导线a恰好不再受安培力,跟加磁场B以前相比较,则导线b,(  )

A不再受安培力

B受到的安培力为原来的两倍

C受到的安培力小于原来的两倍

D受到的安培力大于原来的两倍

正确答案

C

解析

解:加磁场B以前导线b所受的安培力F=BaIbL,

当a不受安培力时,Ib产生的磁场与所加磁场在a处叠加后的磁感应强度为零,此时判断所加磁场垂直纸面向外,因Ia>Ib,所以在b处叠加后的磁场垂直纸面向里,b受的安培力向左,F′=(Ba+B)IbL,Ba>B,故F′<2F,故选项C正确,ABD错误.

故选:C.

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题型:填空题
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填空题

如图,倾角θ的光滑斜面上,置一通有电流I,长L、质量为m的导体棒.欲使棒静止在斜面上,则外加的最小的磁感强度B=______,方向是______

正确答案

垂直斜面向上

解析

解:当安培力F平行于斜面向上时B最小,

    即:BIL=mgsinα  

解得,B=

B的方向垂直于斜面向上

故答案为:;垂直于斜面向上.

下一知识点 : 匀强磁场
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