- 安培力、左手定则
- 共6197题
如图所示,一根长L=0.2m的金属棒放在倾角为θ=37°的光滑斜面上,并通以I=5A电流,方向如图所示,整个装置放在磁感应强度为B=0.6T,竖直向上的匀强磁场中,金属棒恰能静止在斜面上,(sin37°=0.6;cos37°=0.8)求:
(1)该棒的重力为多少?
(2)若将磁场方向改为垂直于斜面向上,金属棒仍能静止在斜面上则此时磁感应强度B的大小为多少?
正确答案
解析
解:(1)金属棒受力如图所示,
由平衡条件得:沿斜面方向有:
Fcosθ=Gsinθ ①
棒所受的磁场力为:
F=BIL ②
由①②解得棒的重力为:G=BILcotθ=0.6×5×0.2×=0.8N;
(2)将磁场方向改为垂直于斜面向上,金属棒仍能静止在斜面上,
由平衡条件,则有:BIL=mgsinθ
解得:B=
答:(1)棒的重力为0.8N.
(2)若将磁场方向改为垂直于斜面向上,金属棒仍能静止在斜面上则此时磁感应强度B的大小为0.48T.
一根长为0.2m的电流为2A的通电导线,放在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中,受到的安培力大小可能是( )
正确答案
解析
解:当通电导线与磁场垂直时,导线所受的磁场力最大,为:
Fmax=BIL=0.5×2×0.2N=0.2N
当导线与磁场平行时,导线所受磁场力最小为零.则导线所受磁场力的范围为0-0.2N.故BCD正确,A错误;
故选:BCD
小明同学在课外设计了一个电学小实验,如图所示,一枚金属“自攻螺丝”的下端A,可以近似视为圆形平台,平台下面吸合着一扁圆柱形强磁铁,螺丝的上端B与一节电池(电动势为E)的正极相接触,取一条软铜导线分别连接电池的负极(固定)与圆柱形强磁铁侧壁(接触而不固定),接通电路后,发现螺丝与磁铁转动起来,如整个电路的电阻为R,则( )
正确答案
解析
解:小磁铁产生的磁场方向为斜向下流向磁铁,对小磁铁分析,根据左手定则判断得出安培力的方向,知螺丝钉俯视顺时针快速转动.因为电源消耗的总功率大于热功率,所以EI>I2R,则I<.故AC正确,B错误.
若将磁铁上下翻转,由于磁场方向发生变化;则由左手定则可知,螺丝的转动方向反向;故D错误;
故选:BC.
音圈电机是一种应用于硬盘、光驱等系统的特殊电动机.如图是某音圈电机的原理图,它是一对正对的磁极和一个正方形刚性线圈构成,线圈边长为L,匝数为n,磁极正对区域内的磁感应强度方向垂直于线圈平面竖直向下,大小为B,区域外的磁场忽略不计.线圈左边始终在磁场外,右边始终在磁场内,前后两边在磁场内的长度始终相等.某时刻线圈中电流从P流向Q,大小为I.
(1)求此时线圈所受安培力的大小和方向.
(2)若此时线圈水平向右运动的速度大小为v,求安培力的功率.
正确答案
解析
解:(1)由图可知,线圈的平面与磁场的方向垂直,由左手定则可得,线圈的里边与外边受到的安培力大小相等,方向相反,相互抵消;线圈右边电流的方向向外,根据左手定则可得,受到的安培力的方向水平向右.
由于线圈的平面与磁场的方向垂直,所以线圈所受安培力的大小:F=nBIL.
(2)线圈在安培力的作用下运动,根据功率的表达式可知:P=Fv=nBILv.
答:(1)线圈受到的安培力的大小为nIBL 方向:水平向右;
(2)安培力的功率为nIBLv.
(2015秋•潮州期末)如图所示,abcd四边形闭合线框,a、b、c三点坐标分别为(0,L,0),(L,L,0),(L,0,0).整个空间处于沿y轴正方向的均强磁场中,通入电流I,方向如图所示,关于四边形的四条边所受到安培力,下列叙述中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、因为ab垂直放置磁场中,所以其安培力Fab=BLabI,根据左手定则可知ab变受的安培力方向沿着z轴负方向.故A正确;
B、因为ab垂直放置磁场中,所以其安培力Fab=BLabI,而bc平行于磁场,所以其安培力为零.故B错误;
C、ad边受到安培力,.故C错误;
D、cd边垂直于磁场,且长度最长,所以其受到安培力最大.故D正确;
故选:AD.
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