- 安培力、左手定则
- 共6197题
质量为m=0.02kg通电细杆ab置于倾角为θ=370的平行放置的导轨上,导轨的宽度d=0.2m,杆ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.4,磁感应强度B=2T的匀强磁场与导轨平面垂直且方向向下,调节滑动变阻器的滑片,让杆ab沿导轨匀速下滑.试求出通过杆ab的电流为多大.(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
正确答案
解析
解:对杆受力分析,如图,
根据平衡条件,沿斜面方向:mgsinθ=f+F
又F=BId
f=μmgcosθ
联立三个式子得:I=0.14A
答:通过杆ab的电流为0.14A.
如图所示,通电导体棒AC静止于水平导轨上,棒的质量为m长为l,通过的电流强度为I,匀强磁场的磁感应强度B的方向与导轨平面成θ角.
(1)画出AC棒受力的截面图;
(2)求AC棒受到的支持力;
(3)求导轨受到的摩擦力.
正确答案
解析
解:(1)AC棒的受力分析图如图所示.
(2、3)根据共点力平衡得,FAcos(90°-θ)=f
FAsin(90°-θ)+N=mg
因为FA=BIl,
则支持力N=mg-BIlcosθ,摩擦力f=BIlsinθ.
所以导轨受到的摩擦力为BIlsinθ.
答:(1)受力分析图如图所示.
(2)AC棒所受的支持力N=mg-BIlcosθ.
(2)导轨受到的摩擦力为BIlsinθ.
水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ,它们之间的宽度为L,M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻).现垂直于导轨搁一根质量为m,电阻为R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,方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方,如图所示,求:
(1)当ab棒静止时,受到的支持力和摩擦力各为多少;
(2)已知ab棒与导轨间动摩擦因素μ=且最大静摩擦力等于滑动摩擦力.若B的大小和方向均能改变,则要使ab棒刚好发生滑动时,B的大小至少为多大且此时B的方向如何.
正确答案
解析
解:从b向a看其受力如图所示.
(1)水平方向:f=FAsinθ…①
竖直方向:N+FAcosθ=mg…②
又FA=BIL=BL…③
联立①②③得:N=mg-,f=
.
(2)当刚好发生滑动时,则F=FAsinθ=μFN=μ(mg-FAcosθ)
即
当B取最小值时,,此时θ=60°
解得B=
答:(1)当ab棒静止时,受到的支持力为mg-,摩擦力为
;
(2)已知ab棒与导轨间动摩擦因素μ=且最大静摩擦力等于滑动摩擦力.若B的大小和方向均能改变,则要使ab棒刚好发生滑动时,B的大小至少为
,且此时B的方向与水平方向的夹角为60
一段长为l的通电直导线,设每米导线中有n个自由电子,每个自由电子的电荷量都是q,设它们的定向移动速度大小为v.现加一匀强磁场,其方向垂直于直导线,磁感应强度为B,则磁场对这段导线的作用力为( )
正确答案
解析
解:每米导线中有n个自由电荷,每个自由电荷的电量均为q,它们定向移动的平均速率为v,
所以电流的大小为I=nqv,
磁场对这段导线的安培力F=BIL=nqvLB,所以C正确,
故选:C.
如图,在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线,电流强度为I,磁感应强度为B,求各导线所受到的安培力.
A.______、B.______、C.______、D.______、E.______.
正确答案
BILcosα
BIL
2BRL
0
解析
解:通电导线在磁场中受到安培力为F=BIL,其中L为通电导线在磁场中的有效长度
故在A图中受到的安培力为:F=BILcosα,
B中的安培力为:F=BIL,
C中的安培力为:F=,
D中受到的安培力为:F=2BIL,
E中受到的安培力为:F=0
故答案为:BILcosα,BIL,,2BRL,0
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