- 安培力、左手定则
- 共6197题
如图所示,金属线框ABCD由细线悬吊在空中,图中虚线区域内是垂直于线框向里的匀强磁场,要使悬线的拉力变大,可采用的办法有( )
正确答案
解析
解:由题意可知,根据受力平衡条件,则有安培力的方向竖直向下,要使悬线的拉力变大,所以安培力的大小要增大;
A、磁场向上平动,穿过线圈的磁通量增大,根据图示磁场方向,由楞次定律,则有感应电流方向逆时针,由左手定则可知,安培力方向竖直向上,因此不符合要求;若磁场向下平动,穿过线圈的磁通量减小,根据图示磁场方向,由楞次定律,则有感应电流方向顺时针,由左手定则可知,安培力方向竖直向下,因此符合要求,故A错误,C正确;
B、若磁场均匀增强,穿过线圈的磁通量增大,根据图示磁场方向,由楞次定律,则有感应电流方向逆时针,由左手定则可知,安培力方向竖直向上,因此不符合要求;若磁场均匀减弱,穿过线圈的磁通量减小,根据图示磁场方向,由楞次定律,则有感应电流方向顺时针,由左手定则可知,安培力方向竖直向下,因此符合要求;故选项B错误,D正确
故选:CD.
如图所示,在轻弹簧的下端悬挂一个边长为L的正方形金属线框,金属线框的下边放在磁感应强度为B的匀强磁场中,当线框中的电流为I时,弹簧保持原长,线框恰好平衡.现断开电路,使线框中电流为零,线框开始向下运动,当线框向下运动到最低点时,弹簧的弹性势能增加了E.则线框下降的距离x为______.
正确答案
解析
解:在通电流时,弹簧处于原长,故mg=BIL
当断开电流后,根据动能定理可得mgx-E=0-0
联立解得
故答案为:
匀强磁场的磁感应强度为0.5T,通电直导线与磁场方向垂直,导线长度为0.2m,导线中电流为2A.该导线所受的安培力的大小是( )
正确答案
解析
解:长度为0.2m的通电直导线,垂直放置于匀强磁场的磁感应强度为0.5T,通入电流为2A,则由公式可得安培力的大小为F=BIL=0.5×2×0.2N=0.2N.
故选B
如图所示,将长为50厘米,质量为100克的均匀金属棒ab的两端用两只相同的弹簧悬挂成水平状态,位于垂直纸面向里的匀强磁场中,当金属棒中通以0.4安培的电流时,弹簧恰好不伸长,求:
(1)匀强磁场的磁感应强度是多大?
(2)当金属棒通过0.2安由a到b的电流时,弹簧伸长1厘米,如果电流方向由b到a而大小不变,弹簧伸长又是多少?
正确答案
解析
解:(1)由题可知:F安=mg
即:BIL=mg
解之得:
(2)当电流由a→b时,金属棒的受力情况为:
F安+2kx=mg
即:BIL+2kx=mg
解之得:=2.5N/m
当电流由b→a,金属棒的受力情况为:
mg+F安=2kx1
解之得,=0.03m=3cm
答:(1)匀强磁场的磁感应强度是5T
(2)当金属棒通过0.2安由a到b的电流时,弹簧伸长1厘米,如果电流方向由b到a而大小不变,弹簧伸长又是3cm
在倾角为θ的斜面上,放置一段电流为I、长度为L、质量为m的导体棒a(通电电流方向垂直纸面向里),如图所示,棒与斜面间摩擦因数μ<tanθ,欲使导体棒静止在斜面上,所加匀强磁场磁感应强度B的最小值是多少?如果要求导体棒a静止在斜面上且对斜面无压力,则所加匀强磁场磁感应强度又如何?
正确答案
解析
解:(1)对a受力分析可知为保证a静止,
所加安培力的最小值应沿斜面向上,
大小为:F=mgsinθ-μmgcosθ=BminIL
∴
方向垂直斜面向上.
(2)当a对斜面无压力时,斜面与a间摩擦力f=0,
对a受力分析可知,a只受重力与安培力两个力,
为保证a静止,则FA=mg,方向竖直向上,
所以应加水平向左的匀强磁场,
答:欲使导体棒静止在斜面上,所加匀强磁场磁感应强度B的最小值是,方向垂直斜面向上.
如果要求导体棒a静止在斜面上且对斜面无压力,则所加匀强磁场磁感应强度大小为,方向水平向左.
扫码查看完整答案与解析