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.
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2Ω,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.
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,问:
(1)当ab棒静止时,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?
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
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1.2N,若将ACB边移走,则余下线框受到的安培力大小为( )
A.0.6N B.0.8N C.1.2N C.1.6N
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
A.BIL B.2BIL C.3BIL D.4BIL