- 安培力、左手定则
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把一小段通电直导线放入磁场中,导线受到安培力的作用,关于安培力的方向,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:左手定则是判断磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间关系的法则,根据作用定则可知,安培力垂直于电流和磁场所在的平面,因此安培力既垂直于磁场方向又垂直与电流方向,故ABC错误,D正确.
故选:D.
如图所示,把长L=0.5M的导体棒置于磁感应强度B=5.0×10-2T的匀强磁强中,使导体棒和磁场方向垂直,若通过导体棒的电流I=1.0A.求:
(1)导体棒所受安培力的大小;
(2)1min内通过导体棒某一横截面的电量.
正确答案
解析
解:(1)导体棒所受的安培力为:
F=BIL=5×10-2×1×0.5N=2.5×10-2N.
(2)通过导体棒某一横截面的电量为:
q=It=1×60C=60C.
答:(1)导体棒所受安培力的大小为2.5×10-2N;
(2)1min内通过导体棒某一横截面的电量为60C.
如图所示,电源电动势E=2V,r=0.5Ω,竖直光滑导轨宽L=0.2m,导轨电阻不计.另有一金属棒ab,质量m=0.1kg,电阻R=0.5Ω,金属棒靠在导轨的外面.为使金属棒静止不下滑,施加一个与纸面夹角为30°且方向向里的匀强磁场,g取10m/s2.
求:(1)磁场的方向;
(2)磁感应强度B的大小.
正确答案
解析
解:(1)以静止的金属棒为研究对象,受力分析可知,要使金属棒静止,通电金属棒所受安培力一定要有向左的分量,由左手定则判定磁场方向应斜向下.
(2)受力分析根据共点力平衡可得
解得B=5T
答:(1)磁场的方向斜向下;
(2)磁感应强度B的大小为5T
用两个一样的弹簧吊着一根铜棒,铜棒所在虚线范围内有垂直于纸面的匀强磁场,棒中通以自左向右的电流(如图所示),当棒静止时,两弹簧秤的读数为F1;若将棒中的电流方向反向(大小保持不变),当棒静止时,两弹簧秤的示数为F2,且F2>F1,根据这两个数据,试求:
(1)磁场的方向;
(2)安培力的大小;
(3)铜棒的重力.
正确答案
解析
解:(1)因为电流反向时,弹簧秤的读数F2>F1,所以可以知道电流自左向右时,导体棒受到的磁场力方向向上,根据左手定则可以确定磁场的方向为垂直纸面向里;
(2)令铜棒的重力为G,安培力的大小为F,则由平衡条件得:
2F1=G-F ①
当电流反向时,磁场力变为竖直向下,此时同样根据导体棒平衡有:
2F2=G+F ②
由①和②可得:
棒的重力G=F1+F2
安培力F的大小F=F2-F1
答:(1)磁场的方向垂直纸面向里;
(2)安培力的大小:F=F2-F1
(3)铜棒的重力F=F2+F1
质量为m的金属导体棒置于倾角为θ的导轨上,棒与导轨间的动摩擦因数为μ,当导体棒通以垂直纸面向里的电流时,恰能在导轨上静止.如图所示的四个图中,标出了四种可能的匀强磁场方向,其中棒与导轨间的摩擦力可能为零的是( )
正确答案
解析
解:A、杆子受重力,竖直向上的安培力,若重力与安培力相等,则二力平衡,不受摩擦力,故A正确;
B、杆子受重力,垂直向下的安培力,垂直向上的支持力,若无摩擦力,不能平衡,故B错误;
C、杆子受重力、水平向右的安培力和斜面的支持力,若三个力平衡,则不受摩擦力,故C正确;
D、杆子受重力、沿斜面向右的安培力和斜面的支持力,若三个力平衡,则不受摩擦力,故D正确;
故选 ACD.
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