安培力、左手定则
共6197题

· 安培力、左手定则

安培力、左手定则
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题型：多选题

多选题

关于安培力和洛伦兹力，下列说法正确的是（　　）

A通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用

B安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现

C这两种力的方向都可以用左手定则来判断

D安培力不能对通电导体做功，洛伦兹力对电荷也不做功

正确答案

B,C

解析

解：A、通电直导线方向与磁场方向平行，不受洛安培力，故A错误；

B、导线中定向移动的电荷受到的洛伦兹力在宏观上就表现为导线受到的安培力，所以说：安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现．故B正确．

C、安培力和洛伦兹力都可以用左手定则来判断，故C正确

D、安培力垂直通电导线，导线的运动方向可以与速度平行，故安培力可以做正功，因洛伦兹力总垂直于电荷运动方向，故洛伦兹力的瞬时功率为零，故洛伦兹力对运动电荷一定不做功，故D错误；

故选：BC

题型：单选题

单选题

在xOy水平面中有一通电直导线，与y轴平行，导线中电流方向如上图所示，该区域有匀强磁场，通电导线所受磁场力的方向与Oz轴正方向相同，该磁场的磁感应强度的方向是（　　）

A沿x轴负方向且一定沿x轴负方向

B一定沿y轴负方向

C可能沿z轴正方向

D可能沿x轴负方向

正确答案

解析

解：根据左手定则，安培力必须垂直于电流和磁场构成的平面，故磁场的方向一定在xy平面内，可能沿x轴负方向，故D正确，

故选：D

题型：简答题

简答题

（2010秋•徐汇区期末）放在蹄型电磁铁两极间的通电导线，电流方向如图所示，请在图中标出：

（1）蹄型电磁铁的N、S极，

（2）通电导线所受安培力方向．

正确答案

解析

解：根据右手螺旋定则，螺线管内部的磁场方向竖直向下，所以蹄形磁铁上边是S极，下边是N极，则导线所处的磁场方向竖直向上，根据左手定则，通电导线所受的安培力水平向左．如图所示．

故答案为：如图所示．

题型：简答题

简答题

如图所示，两根平行金属导轨M、N处于同一水平面内，电阻不计，相距0.2m，上边沿导轨垂直方向放一个质量为m=5×10-2kg的金属棒ab，ab的电阻为0.5Ω．两金属导轨左端通过电阻R和电源相连．电阻R=2Ω，电源电动势E=6V，电源内阻r=0.5Ω，如果在装置所在的区域加一个匀强磁场，使该磁场对ab棒的作用力与棒的重力平衡，求该磁场的磁感应强度的大小．（g=10m/s2）

正确答案

解析

解：因ab对导轨压力恰好是零且处于静止，ab所受安培力方向一定向上且大小等于重力，由左手定则可以判定B的方向水平向右，ab上的电流强度：

I===2A

ab所受安培力方向一定向上且大小等于重力，当磁感应强度最小时：

F=ILB=mg

解得：B===1.25T

考虑到磁感应强度不一定垂直导体棒ab，所以所求的磁感应强度大小为：B≥1.25T；

答：该磁场的磁感应强度的大小要不大于1.25T．

题型：简答题

简答题

如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.40m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=30°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B=0.50T，方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场，金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.50Ω的直流电源．现把一个质量m=0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒能静止于导轨上，且恰好与导轨间无摩擦力的作用．导体棒与金属导轨垂直且接触良好，金属导轨电阻不计，g取10m/s2．求：

（1）此时金属棒受到的安培力；

（2）导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻；

（3）若通电一段时间后，电池的电动势保持不变，而内阻变为r′=1.00Ω，导体棒仍处于静止状态，求此时导体棒受到的摩擦力．

正确答案

解析

解：（1）如图所示，导体棒受到的安培的F安=F1=mgsin30°=0.2N

方向沿斜面向上．

（2）由F安=BIL，得I=1A

由I=，得R=4Ω

（3）当r‘=1.00Ω时，有I'==0.9A

此时安培力F安'=BI'L=0.18N

由于重力沿斜面向下的分力F1大于安培力，故导体棒受沿导轨所在平面向上的摩擦力Ff，如图所示，根据共点力平衡条件mgsin 30°=F安'+Ff，

解得：Ff=0.02 N，方向沿导轨向上．

答：（1）此时金属棒受到的安培力为0.2N，方向沿斜面向上；

（2）导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻为4Ω；

（3）若通电一段时间后，电池的电动势保持不变，而内阻变为r′=1.00Ω，导体棒仍处于静止状态，此时导体棒受到的摩擦力0.02 N，方向沿导轨向上．

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