- 安培力、左手定则
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(2014秋•呼伦贝尔校级期末)如图所示,通电直导线ab质量为m、长为l水平地放置在倾角为θ的光滑斜面下,通过图示方向的电流,电流强度为I,要求导线ab静止在斜面上.若磁场的方向竖直向上,则磁感应强度为多大?
正确答案
解析
解:若磁场方向竖直向上,从a向b观察,由导线受力情况可知由平衡条件得:
在水平方向上:F-FNsinθ=0
在竖直方向上:mg-FNcosθ=0
其中F=BIL,联立以上各式可解得:B=.
答:若磁场的方向竖直向上,则磁感应强度为.
有长l=50cm、重G=0.1N的金属杆ab静止在光滑的金属框架上,框架平面与水平面夹角α=30°,如图所示,流过ab的电流I=1A.整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,求此磁场的磁感应强度B的大小.
正确答案
解析
解:通过对导体棒受力可知,由平衡条件可得:…①
…②
解出:T
答:此磁场的磁感应强度B的大小为0.115T
光滑的平行金属导轨倾角为θ=37°,导轨间距为L=1m,在导轨上水平放置一质量为m=0.2kg的金属棒,流过金属棒的电流大小为I=3A,方向如图所示,磁场的方向竖直向下,金属棒恰好处于静止状态,重力加速度g=10m/s2.求:
(1)导轨对金属棒的支持力FN的大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小.
正确答案
解析
解:(1)以金属棒为研究对象,受力分析,如图:
由几何知识:N==
=2.5N,
F=mgtanθ=2×0.75=1.5N
(2)根据安培力公式F=BIL得:B==
=0.5T,
答:(1)导轨对金属棒的支持力FN的大小2.5N;
(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小0.5T.
如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=0.1T,通电直导线与磁场方向垂直,导线长度L=0.1m,导线中电流I=2A.该导线所受安培力F的大小为( )
正确答案
解析
解:通电直导线与磁场方向垂直,根据F=BIL得
F=BIL=0.1×2×0.1N=0.02N
故选:B
如图所示,水平放置的金属导轨M、N平行地置于匀强磁场中,间距为d,磁场的磁感应强度大小为B,方向与导轨平面夹角为α,金属棒ab的质量为m,放在导轨上且与导轨垂直,金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ.电源电动势为E,内阻为r,定值电阻为R,其余部分电阻不计.则当电键闭合后,金属棒能够做匀加速直线运动,求金属棒ab的加速度为多大?(重力加速度用g表示)
正确答案
解析
解:有闭合电路欧姆定律可知I=
产生的安培力为F=BIL=
由牛顿第二定律可知
Fsinα-μ(Fcosα+mg)=ma
a=-μg
答:属棒ab的加速度为
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