- 安培力、左手定则
- 共6197题
(2015秋•宜昌期末)如图所示,光滑的平行导轨间距为L,倾角为θ,处在磁感应强度为B的匀强磁场中,导轨中接入电动势为E,内阻为r的直流电源,电路中其余电阻不计,将质量为m电阻为R的导体棒由静止释放,求:
(1)释放瞬间导体棒所受安培力的大小和方向
(2)导体棒在释放瞬间的加速度.
正确答案
解析
解:(1)导体棒中电流 I= ①
导体棒所受安培力 F=BIL ②
由①②得 F= ③
根据左手定则,安培力方向水平向右 ④
(2),对导体棒受力分析如图:
由牛顿第二定律得:mgsinθ-Fcosθ=ma ⑤
由以上可得:a=gsinθ- ⑥
答:(1)释放瞬间导体棒所受安培力的大小为,方向为水平向右.
(2)导体棒在释放瞬间的加速度为gsinθ-.
一根长2m的直导线,通有1A的电流,把它放在B=0.2T的匀强磁场中,并与磁场方向垂直,导线所受的安培力有( )
正确答案
解析
解:通电导线与磁场垂直,则θ=90°,
导线受到的安培力:
F=BILsinθ=0.2T×1A×2m×sin90°=0.4N;
故选B.
(2015秋•呼伦贝尔校级月考)匀强磁场中有一段长为0.2m的直导线,它与磁场方向垂直,当通过2.0A的电流时,受到0.8N的安培力,磁场磁感应强度是______T;当通过的电流加倍时,磁感应强度是______T,导线受到的安培力大小为______N.
正确答案
2
2
1.6
解析
解:由题,通电导线与磁场垂直,则磁场的磁感强度为:B=
磁场的磁感强度由磁场本身决定,当通入的电流加倍时,磁场的磁感强度仍为2T,此时受到的安培力为F=BI′L=2×4×0.2N=1.6N
故答案为:2,2,1.6.
如图所示,PQ和MN为水平放置的平行金属导轨,间距为l=1.0m,直流电源、电阻箱R串连接在两根导轨之间.导体棒ab跨放在导轨上,棒的质量为m=20g,棒的中点用细绳经轻滑轮与物体c相连,物体c的质量M=30g.在垂直导轨平面方向存在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场,磁场方向竖直向上,重力加速g取10m/s2,导体棒与导轨间的最大静摩擦为f为导体棒ab重力的0.5倍,电源电动势E=10V,电源内阻、导轨的电阻、导体棒电阻均忽略不计,若要保持物体c静止不动,电阻箱R的阻值变化范围应为多大?流过棒的电流方向如何?
正确答案
解析
解:导体棒的最大静摩擦力大小为fm=0.5mg=0.1N,M的重力为G=Mg=0.3N,则fm<G,要保持导体棒静止,则安培力方向必须水平向左,则根据左手定则判断得知棒中电流的方向为由a到b.
若BIl>Mg,则导体棒所受的静摩擦力方向水平向右,设此时电流为I1,
则由平衡条件有 BI1l-Mg≤fm,
解得,I1≤2A
若BIl<Mg,则导体棒所受的静摩擦力方向水平向左,设此时电流为I2,
则由平衡条件有 Mg-BI2l≤fm,
解得,I2≥1A
即ab棒中电流为1A≤I≤2A
根据闭合电路欧姆定律得 I=
解得,5Ω≤R≤10Ω
答:若要保持物体c静止不动,电阻箱R的阻值变化范围应为5Ω≤R≤10Ω,流过棒的电流方向为由a到b.
如图所示,四边形的通电闭合线框abcd处在垂直线框平面的匀强磁场中,它受到磁场的合力( )
正确答案
解析
解:若通以顺时针的电流方向,根据左手定则可知:各边所受的安培力背离中心处.如图所示:
由公式F=BIL得出各边的安培力的大小,从而得出安培力大小与长度成正比,因而两直角边的安培力与斜边的安培力等值反向.所以线圈所受磁场力的合力为零.故D正确,A、B、C错误.
故选:D.
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