- 安培力、左手定则
- 共6197题
A所加磁场方向与x轴正方向的夹角α的范围应为90°≤α＜240°
B所加磁场方向与x轴正方向的夹角α的范围应为0°≤α＜150°
C所加磁场的磁感应强度的最小值为
D所加磁场的磁感应强度的最小值为
正确答案
解析
解：A、根据共点力平衡知，安培力的方向在垂直斜面向下与竖直向上这两个方向之间，根据左手定则知，所加磁场方向与x轴正方向的夹角θ的范围应为0°≤θ＜150°．故A错误，B正确．
C、当安培力的方向与支持力方向垂直时，安培力最小，根据平行四边形定则有：FA=mgsin30°=BIL，则磁感应强度的最小值B=
故选：BD．
正确答案
解析
解：要使导线的张力为零，说明AB应在重力和安培力的作用下平衡，即重力和安培力大小相等、方向相反，安培力的方向是竖直向上，磁场的方向是垂直纸面向里的，由左手定则可知，电流的方向为从A流向B．由二力平衡有：
BIL=mg
得：I=
答：要使悬线张力为零，则AB导线通电方向是从A流向B，电流大小为
A导轨对金属棒的支持力大小为
B导轨对金属棒的支持力大小为
C导轨对金属棒的摩擦力大小为
D导轨对金属棒的摩擦力大小为
正确答案
解析
解：对导体棒受力分析可知
f-mgsin30°-BILcos30°=0
FN+BILsin30°-mgcos30°=0
联立解得
f=
故BD正确
故选：BD
（1）当磁场B的方向竖直向上时，该匀强磁场的磁感应强度B的大小；
（2）若磁场B的大小和方向均可改变，要使导体棒仍能保持静止，试确定此时磁感应强度B的最小值的大小和方向．
正确答案
解析
F=mgtanθ
又 F=BIL
联立可得：B=
（2）要使磁感应强度B最小，则要求安培力最小，根据导体棒的受力情况分析可知，最小的安培力为：
Fmin=mgsinθ，方向平行于轨道向上
则B的最小值为：Bmin=
根据左手定则判断可知，此时的磁感应强度的方向为垂直轨道平面斜向上．
答：（1）当磁场B的方向竖直向上时，该匀强磁场的磁感应强度B的大小是
（2）此时磁感应强度B的最小值的大小为
水平面上有电阻不计的U形导轨NMQP，它们之间的宽度为L=1m，M和P之间接入电动势为E=10V的电源（不计内阻）．现垂直于导轨搁一根质量为m=1kg、电阻为R=2Ω的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B=0.5T，方向与水平面的夹角为θ=37°且指向右斜上方，如图所示．
试问：（1）当ab棒静止时，ab棒受到的支持力和摩擦力各为多少？
（2）若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为多少？此时B的方向如何？
（3）如果把甲图改为乙图，悬吊物体的质量m1=0.1kg，且滑动变阻器的阻值R‘在2Ω≤R≤8Ω的取值范围内都能使ab处于静止．则金属棒受到的最大摩擦力为多大？
正确答案
解析
解：（1）对导体棒受力分析可知
Fx合=F摩-Fsinθ=0 ①
Fy合=FN+Fcosθ-mg=0 ②
F=BIL=B
解①②③式得FN=mg-
F摩=
（2）要使ab棒受的支持力为零，其静摩擦力必然为零，满足上述条件的最小安培力应与ab棒的重力大小相等、方向相反．
所以有：F=mg，即Bmin
解得最小磁感应强度Bmin=
由左手定则判断出这种情况B的方向应水平向右．
（3）由左手定则判断导体棒所受到的安培力水平向左，而且，当滑动变阻器的电阻R′=2Ω时，回路中的电流最大，
最大静摩擦力Fm方向向右，BI1L=Fmin1+m1g
解得Fmin1=0.25N
当R=8Ω时，回路中的电流最小，
最大静摩擦力Fm方向向左，BI2L+Fmin2=m1g
解得Fmin2=0.5N
所以，最大静摩擦力为 Fmin=0.5N
答：（1）当ab棒静止时，ab棒受到的支持力和摩擦力各为8N，1.5N
（2）若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为2T，此时B的方向水平向右
（3）则金属棒受到的最大摩擦力为0.5N
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