安培力、左手定则
共6197题

· 安培力、左手定则

安培力、左手定则
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题型：简答题

简答题

如图所示，跟水平面成37°角且连接电源的光滑金属框架宽为20cm，一根重为G的金属棒ab水平放在金属框架，磁感应强度B=0.6T，方向竖直向上，当通过金属棒的电流为5A时，它刚好处于静止状态，求金属棒的重力大小．

正确答案

解析

解：题中，金属棒与磁场垂直，所受安培力大小为F=BIL=0.6×5×0.2N=0.6N

金属棒处于静止状态时，受到重力G、安培力F和斜面的支持力N，由平衡条件得

G=Fcot37°=0.6×=0.8N

答：金属棒的重力大小0.8N．

题型：填空题

填空题

如图所示，用粗细均匀的电阻丝折成平面三角形框架，三边的长度分别为3L、4L和5L，电阻丝L长度的电阻为r，框架与电动势为E、内阻为r的电源相连通，垂直于框架平面有磁感应强度为B的匀强磁场．则框架受到的磁场力大小为______，方向是______．

正确答案

b→d

解析

解：电路中的总电阻R总=+r=r，则总电流I==

通过ab、bc的电流I1=I=×=，通过ac的电流I2=I=

ab边所受的安培力方向水平向右，bc边所受的安培力方向竖直向上，ac边所受的安培力方向垂直ac向上．

ab边所受的安培力Fab=BI1•3L=，bc边所受的安培力Fbc=BI1•4L=，

ac边所受的安培力Fac=BI2•5L=

根据平行四边形定则知，三个力的合力方向由b→d，大小为：

F合=+Fac=

故答案为：；b→d．

题型：单选题

单选题

如图所示，直角三角形通电闭合线圈ABC处于匀强磁场中，磁场垂直纸面向里，则线圈所受磁场力的合力为（　　）

A大小为零

B方向竖直向上

C方向竖直向下

D方向垂直纸面向里

正确答案

解析

解：若通以顺时针的电流方向，根据左手定则可知：各边所受的安培力背离中心处．如图所示，

由公式F=BIL得出各边的安培力的大小，从而得出安培力大小与长度成正比，因而两直角边的安培力与斜边的安培力等值反向．所以线圈所受磁场力的合力为零．

故选：A．

题型：简答题

简答题

据报道，最近已研制出一种可投入使用的电磁轨道炮，其原理如图所示．炮弹（可视为长方形导体）置于两固定的平行导轨之间，并与轨道壁紧密连接．开始时炮弹静止在导轨的一端，通以电流后炮弹会被磁力加速，最后从位于导轨另一端的出口高速射出，设两导轨之间的距离d=0.10m，导轨长L=5.0m，炮弹质量m=0.30kg．导轨上的电流I的方向如图中箭头所示．可以认为炮弹在轨道内运动时，它所在处磁场的磁感应强度始终为B=2.0T，方向垂直于纸面向里．若炮弹整个加速过程仅需0.005s，（假设整个加速过程为匀加速运动且不计一切阻力．）求：

①该加速阶段炮弹的加速度

②通过导轨的电流I．

正确答案

解析

解：

（1）由运动学公式可得：

，

解得：

．

（2）安培力为：F=BId

又：

F=ma，

解得：

I==6000A．

答：（1）炮弹的加速度为4000m/s2．（2）通过导轨的电流I为6000A．

题型：简答题

简答题

请在图中画出磁场的方向：

正确答案

解析

解：已知电流方向垂直向内，安培力方向水平向右，根据左手定则，磁场方向竖直向上，如图所示：

答：如图所示．

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