- 安培力、左手定则
- 共6197题
(1)如图所示,通电直导线在垂直纸面向外磁场中,若导线中电流强度I=2A,导线长L=0.3m,匀强磁场的磁感应强度B=0.6T,求通电导线所受的安培力F的大小.
(2)若通电直导线与外磁场方平行,所受的安培力F的多大?
正确答案
解析
解:(1)电流元与磁场垂直,安培力为:
F=BIL=0.6×2×0.3=0.36N
(2)若通电直导线与外磁场方平行,安培力为零;
答:(1)安培力为0.36N;
(2)安培力为零.
在图中,PQ,MN为光滑金属导轨,ab为金属棒,与电源组成闭合电路,该装置在竖直平面内.为使ab静止,可将该装置放在匀强磁场中,其磁场方向应是( )
正确答案
解析
解:根据平衡条件,金属棒所受安培力与重力等大反向,即安培力的方向竖直向上,导体中的电流由a到b,然后根据左手定则判断磁场的方向为垂直于纸面向内;
故选:D.
(2015秋•珠海期末)如图所示,下列坐标系各象限内的每段导线长度及电流强度相等且均与坐标轴成45°角,它们都处在与坐标平面垂直的相同匀强磁场中(图中未画出磁场),其中磁场对各段导线的安培力合力最大的是( )
正确答案
解析
解:计算安培力时,根据公式F=BIL,在B、I相等的情况下,L越大,安培力F越大;
L为连接两端点的直线长度,故等效长度最大的是B;故B选项的安培力最大;
故选:B
如图,质量为m的导体棒MN静止在水平导轨上,导轨宽度为L,已知电源的电动势为E,内阻为r,导体棒的电阻为R,其余部分电阻不计,磁场方向垂直导体棒斜向上与水平面的夹角为θ,磁感应强度为B
求:(1)作出导体棒的受力图
(2)导体棒MN所受的安培力.
(3)轨道对导体棒的支持力.
(4)导体棒MN所受的摩擦力.
正确答案
解析
解:(1)棒的受力分析图如图所示:
(2)(3)(4)由闭合电路欧姆定律,有:
I=… ①
由安培力公式,有:
F=BIL…②
由共点力平衡条件,有:
Fsinθ=Ff …③
FN+Fcosθ=mg…④
整理得:
F=
Ff=
FN=mg-
答:(1)导体棒的受力图如图所示;
(2)导体棒MN所受的安培力为;
(3)轨道对导体棒的支持力为mg-;
(4)导体棒MN所受的摩擦力为.
如图所示,铜棒ab长0.1m,质量为0.06kg,两端与长为0.15m的轻铜线相连,静止于竖直平面上,整个装置处在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B=0.5T,现接通电源,使铜棒中保持有恒定电流通过,铜棒发生摆动.已知最大偏转角为37°,则在摆到最大偏角的过程中铜棒的重力势能增加了______J,恒定电流的大小为______A(不计空气阻力).
正确答案
0.018
4
解析
解:铜棒上升的高度h=l(1-cos37°),则重力势能的增加量为△Ep=mgl(1-cos37°)=0.6×0.15×0.2J=0.018J
对铜棒运用动能定理得,FAlsin37°-mgl(1-cos37°)=0,
解得FA=0.2N.
根据FA=BIL得,I=.
故答案为:0.018,4.
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