- 安培力、左手定则
- 共6197题
如图所示,在磁感应强度B=1T、方向竖直向下的匀强磁场中,有一个与水平面成θ=37°角的导电滑轨,滑轨上放置一个可自由移动的金属杆ab.已知接在滑轨中的电源电动势E=12V,内阻r=0.1Ω.ab杆长L=0.5m,质量m=0.2kg,棒的中点用细绳经定滑轮与一物体相连(绳与棒垂直,与轨道面平行),物体的质量为M=0.3kg.杆与滑轨间的动摩擦因数μ=0.1,滑轨与ab杆的电阻忽略不计.求:要使ab杆在滑轨上保持静止,滑动变阻器R的阻值在什么范围内变化?(g取10m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,结果保留两位有效数字)
正确答案
解析
解:分别画出ab杆在恰好不下滑和恰好不上滑这两种情况下的受力分析图,如图所示,
当ab杆恰好不下滑时,如图甲所示.由平衡条件有:
沿斜面方向T+mgsin θ=μFN1+F安1cos θ
垂直斜面方向FN1=mgcos θ+F安1sin θ
而F安1=B L,
代入数据解得:R1≈1.3Ω.
当ab杆恰好不上滑时,如图乙所示.由平衡条件有:
沿斜面方向:mgsin θ+μFN2=T+F安2cos θ
垂直斜面方向:FN2=mgcos θ+F安2sin θ
而F安2=BL,
代入数据解得:R2≈0.92Ω.
所以,要使ab杆保持静止,R的取值范围是0.92Ω≤R≤1.3Ω.
答:要使ab杆在滑轨上保持静止,滑动变阻器R的阻值的取值范围为:0.92Ω≤R≤1.3Ω
如图所示,直导线处于足够大的匀强磁场中,与磁感线成θ=30°角,导线中通过的电流为I为了增大导线所受的磁场力,采取了下列四种办法,其中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由公式F=BIL,当增大电流时,可增大通电导线所受的磁场力.故A正确;
B、由公式F=BIL,当增加直导线的长度时,可增大通电导线所受的磁场力.故B正确;
C、当使导线在纸面内顺时针转30°时,导线有效切割长度缩短,则所受磁场力变小,故C错误;
D、当使导线在纸面内逆时针转60°时,导线有效切割长度伸长,则所受磁场力变大,故D正确;
故选:ABD
如图所示,A为电磁铁,C为胶木称盘,A和C(包括支架)的总质量为M,B为铁片,质量为m,当电磁铁通电,铁片被吸引上升的过程中,轻绳OO′上拉力F的大小为( )
正确答案
解析
解:当电磁铁通电前,绳的拉力应为(M+m)g;当电磁铁通电后,铁片被吸引上升.常识告诉我们,铁片被吸引,向电磁体运动靠近,其运动情况是变加速运动,即越靠近电磁铁,吸力越大,加速度越大.根据F=ma可知,此过程中超重,吸引力大于铁片重力.由于磁力,将整个电磁铁装置与铁片联系到一起.因为电磁铁吸引铁片的吸引力大于铁片的重力,则根据作用力与反作用力原理,铁片吸引电磁铁的力F‘为F的反作用力,大小相等、方向相反,且作用在两个不同的物体上.所以,绳的拉力大于(M+m)g.所以选项D正确,ABC错误.
故选:D
(2015秋•江阴市月考)如图所示,匀强磁场磁感应强度为B,方向竖直向上,移动导轨长度为L,流过导轨的电流为I,则导轨的受到的安培力的大小和方向是( )
正确答案
解析
解:导体棒所受安培力为:F=BIL
根据左手定则,安培力方向水平向右,故B正确
故选:B
在赤道处放置一通电导线,要使导线所受安培力方向竖直向下,则导线中的电流方向应该( )
正确答案
解析
解:地球磁场的南北极和地理的南北极相反,因此在赤道上方磁场方向从南指向北,依据左手定则可得导线中的电流方向应该由东向西,故正确,BCD错误.
故选:A.
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