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如图甲所示,在水平地面上固定一对与水平面倾角为α的光滑平行导电轨道,轨道间的距离...

如图甲所示,在水平地面上固定一对与水平面倾角为α的光滑平行导电轨道,轨道间的距离为l,两轨道底端的连线与轨道垂直,顶端接有电源将一根质量为m的直导体棒ab放在两轨道上,且与两轨道垂直已知轨道和导体棒的电阻及电源的内电阻均不能忽略,通过导体棒的恒定电流大小为I,方向由a到b,图乙为图甲沿a→b方向观察的平面图若重力加速度为g,在轨道所在空间加一竖直向上的匀强磁场,使导体棒在轨道上保持静止

1求出磁场对导体棒的安培力的大和方向;

2如果改变导轨所在空间的磁场方向,试确定使导体棒在轨道上保持静止的匀强磁场磁感应强度B的最小值的大小和方向

 

(1)F=mgtanα,方向水平向右; (2)Bmin=mgsinα/Il,方向垂直轨道平面斜向上 【解析】 试题分析:⑴对通电导体棒受力分析,如图所示: 根据共点力平衡条件可知,磁场对导体棒的安培力的大小F=mgtanα 方向水平向右 ⑵要使磁感应强度最小,则要求安培力最小. 根据受力情况可知,最小安培力Fmin=mgsinα, 方向平行于轨道斜向上 所以最小磁感应强度Bmin=Fmin/Il =mgsinα/Il; 根据左手定则可判断出,磁感应强度的方向为垂直轨道平面斜向上.
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考点分析:
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如图,一长为10cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中,磁场的磁感应强度大小为0.1T,方向垂直于纸面向里,弹簧上端固定,下端与金属棒绝缘,金属棒通过开关与一电动势为12V的电池相连,电路总电阻为,已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5cm,闭合开关,系统重新平衡后,两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3cm,重力加速度大小取10m/s2,判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向,并求出金属棒的质量.

 

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水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ它们之间的宽度为LMP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

(1)ab棒静止时受到的支持力和摩擦力各为多少

(2)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

 

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如图所示,某同学用玻璃皿在中心放一个圆柱形电极接电源的负极,沿边缘放一个一环形电极接电源的正极做旋转的液体的实验若蹄形磁铁两极间正对部分的磁场视为匀强磁场,磁感应强度为B=0.1 T,玻璃皿的横截面的半径为a=0.05 m,电源的电动势为E=3 V,内阻,限流电阻,玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为,闭合开关后当液体旋转时电压表的示数恒为1.5 V,则

A. 由上往下看,液体做顺时针旋转

B. 液体所受的安培力做负功

C. 闭合开关10 s,液体具有的内能是4.5 J

D. 闭合开关后,液体电热功率为0.081 W

 

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如图,由均匀的电阻丝组成的等边三角形导体框,垂直匀强磁场放置,将AB两点接入电压恒定的电源两端。通电时,线框受到的安培力为12N,若将ACB边移走,则余下线框受到的安培力大小为              

A06N       B08N       C12N       C16N

 

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长为4L的直导线等分成四等份,拆成如图所示的图形,其中的V形导线夹角为60°,整个图形置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B,当在该导线中通以大小为I的电流时,该通电导线受到的安培力大小为

ABIL         B2BIL          C3BIL          D4BIL

 

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