安培力(通电导体在磁场中受力)

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1、安培力题型一、选择题型1、如图所示，A、B、C是等边三角形的三个顶点，O是A、B连线的中点。以O为坐标原点，A、B连线为x轴，0、C连线为y轴，建 立坐标系。过A、B、C、0四个点各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等、方向向里的电流。则过0点的通电直导线所受安培力的方向为A. 沿y轴正方向/ B. 沿y轴负方向/C. 沿x轴正方向/ XD. 沿x轴负方向A TO g以下关于线框四个边受到安培力的说法正确的是2、如图所示，长方形线框abcd通有电流I,放在直线电流I附近,A. 线框只有两个边受力，合力向左B. 线框只有两个边受力，合力向右C. 线框四个边都受力，合力向左D. 线框四个

2、边都受力，合力向右3、如图所示，质量为m、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于0、0并处于匀强磁场中.。当导线中通以沿x正方向的电流I,且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为&,则磁感应强度方向和大小可能为陀gA. z 正向， tan.&B. y正向,11C. z 负向，/ tan.&D.沿悬线向上，/ sin&4、如图所示，质量m=0.1kg的AB杆放在倾角0=30。的光滑轨道上，轨道间距l=0.2m，电流I=0.5A。当加上垂直于杆AB的某一方向的 匀强磁场后，杆AB处于静止状态，则所加磁场的磁感应强度不可能为A. 3TB. 6TC. 9TD. 12T5、如图所示，倾斜导轨宽为L,与水平面成角

3、，处在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀 磁场中，金属杆ab水平放在导轨上当回路电流强度为I时，金属杆ab所受安培力FA. 方向垂直ab杆沿斜面向上B. 方向垂直ab杆水平向右小 F = BIL cos aD.F = BIL sin a6、如图所示，平行于纸面水平向右的匀强磁场，磁感应强度B1=1T。位于纸面内的细直导线，长L=1 m,通有I=1 A的恒定电流。当导 线与B成60。夹角时，发现其受到的安培力为零，则该区域同时存在的另一匀强磁场的磁感应强度B2的可能值A./3nB.C. 1TD.9、位于同一水平面上的两条平行导电导轨，放置在斜向左上方、与水平面成60角、足够大的匀强磁场中，右图是这

4、一装置的侧视图一 根通有恒定电流的金属棒正在导轨上向右做匀速运动，在匀强磁场沿顺时针方向缓慢转过30角的过程中，金属棒始终保持匀速运动。则此过程中磁感应强度B的大小变化可能是A. 始终变大B. 始终变小C. 先变大后变小D. 先变小后变大10、如图所示，两根间距为d的平行光滑金属导轨间接有电源E,导轨平面与水平面间的夹角& = 30。金属杆ab垂直导轨放置，导轨与金属杆接触良好。整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中。 使金属杆能沿导轨向上运动，可以采取的措施是A. 减小磁感应强度BB. 调节滑动变阻器使电阻减小C. 减小导轨平面与水平面间的夹角3D. 将电源正负极对调使金属杆中的电流方向改变

5、二、填空题型当磁场方向垂直导轨平面向上时，金属杆ab刚好处于静止状态。要】、如图所示，通电直导线ab质量为m,水平地放置在倾角为3的光滑导轨上，导轨宽度为L,通以图示方向的电流，电流大小为I,要 求导线ab静止在斜面上.(1) 若磁场的方向竖直向上，则磁感应强度为(2) 若要求磁感应强度最小，则磁感应强度大小为，方向2、如图所示，一根均匀导体棒OA长为L,质量为m,上端与水平固定转轴O连接，下端与圆弧金属导轨MN良好接触，不计摩擦和导 轨电阻匀强磁场的磁感强度为B,方向水平闭合电键K，OA从竖直方向偏离角度为3后静止，则电路中的电流为;现使OA从竖直方向偏离角度为23后静止，若其它条件不变，则

6、磁感强度应变为T x x x x7、如图所示,MN、PQ为水平放置的平行导轨，通电导体棒ab垂直放置在导轨上，已知导体棒质量m=l kg,长l=2.0 m,通过的电流1=5.0 A,书方向如图所示，导体棒与导轨间的动摩擦因数使导体棒水平向右匀速运动，要求轨道内所加与导体棒ab垂直的匀强磁场最小，则磁 场的方向与轨道平面的夹角是(取g=10 m/s )A. 30B. 45C. 60D. 90fl/J-8、质量为m的金属导体棒置于倾角为的导轨上，棒与导轨间的动摩擦因数为严当导体棒通以垂直纸面向里的电流时，恰能在导轨上静止如图所示的四个图中，标出了四种可能的匀强磁场方向，其中棒与导轨间的摩擦力可能为

7、零的是三、计算题型1、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&且指向右斜上方，如图 所示问：（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？2、如图所示，在与水平方向成60。角的光滑金属导轨间连一电源，在相距1m的平行导轨上放一重为3N的金属棒ab,棒上通以3A的电流, 磁场方向竖直向上，这时棒恰好静止，求

8、：（1）匀强磁场的磁感应强度；（2）ab棒对导轨的压力.3、如图K36-12所示，在绝缘的水平桌面上固定着两个圆环，它们的半径相等，环面竖直、相互平行，间距是20 cm,两环由均匀的电 阻丝制成，电阻都是9 Q,在两环的最高点a和b之间接有一个内阻为0.5 Q的直流电源，连接导线的电阻可忽略不计空间有竖直向上 的磁感应强度为3.46X10-T的匀强磁场，一根长度等于两环间距、质量为10 g、电阻为1.5 Q的均匀导体棒水平地置于两环内侧，不计与 环间的摩擦当将棒放在其两端点与两环最低点之间所夹弧对应的圆心角均为&=60。的位置时，棒刚好静止不动.试求电源的电动势.（ 取 g=10 m/s2）4

9、、据报道，最近已研制出一种可投入使用的电磁轨道炮，其原理如图K36-11所示炮弹（可视为长方形导体）置于两固定的平行导轨之 间，并与轨道壁密接开始时炮弹在导轨的一端，通以电流后炮弹会被磁力加速，最后从位于导轨另一端的出口高速射出设导轨之间 的距离d=0.10 m,导轨长L=5.0 m,炮弹质量m = 0.30 kg.导轨上的电流I的方向如图中箭头所示可以认为，炮弹在轨道内运动时，它 所在处磁场的磁感应强度始终为B = 2.0 T,方向垂直于纸面向里.若炮弹出口速度为v = 2.0x103m/s,求通过导轨的电流/.（忽略摩擦力与 重力的影响） )r0图 K36-115、如图K36-10所示，水

10、平放置的光滑金属导轨宽L=0.2 m，接有电动势E=3 V、内阻不计的电源，导轨电阻不计匀强磁场竖直向 下穿过导轨，磁感应强度B=1 T.导体棒ab的电阻R = 6 Q,质量m=10 g,垂直放在导轨上并良好接触，在合上开关的瞬间，求：（1）导体棒受到安培力的大小和方向；导体棒的加速度.M X X fit X M XX K K g. X X X,= 6 x 10-2 kg6、如图14所示，两根平行光滑金属导轨P、Q水平放置，电阻不计，相距0.2m,上边沿与导轨垂直方向放一个质量为的均匀金属棒ab,通过电阻R2和电源相连金属棒ab两端连在导轨间的电阻为R1=0. 75Q，电阻R=2Q.，电源电动

11、势E=6V，电源内 阻r=0.25Q，其他电阻不计如果在装置所在的区域加一个匀强磁场，使ab对导轨的压力恰好是零，并使ab处于静止.求所加磁场磁g = 10m/s2感应强度的最小值和方向（取）7、如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.4m,金属导轨所在的平面与水平面夹角化370,在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B=0.5T、 方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.5Q的直流电源，另一端接有电阻R=5.0Q。现把一 个质量为m=0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒静止。导体棒与金属导轨垂直、且接触良好，与金属导轨接触的两点间的导体 棒的

12、电阻R=5.0Q，金属导轨电阻不计,g取10m/s2。已知sin370=0.6, cos370=0.8，求:（1）导体棒受到的安培力大小；（2）导体棒受到的摩擦力。8、如图所示，电源电动势E=2V,内电阻r=0.5Q,竖直平面内的导轨电阻可忽略,金属棒的质量m=0.1kg,电阻R=0.5Q,它与导轨间的动摩擦因 数“=0.4，有效长度为L=0.2m.为了使金属棒能够靠在竖直导轨外面静止不动，我们施加一竖直方向的匀强磁场，问磁场方向是向上还是向下? 磁感应强度B至少应是多大?设滑动摩擦力等于最大静摩擦力。（重力加速度g=10m/s2）9、两根间隔l=0.lm的平行光滑金属轨道固定在同一水平面上，

13、轨道的左端接入电源和开关。质量m=5g的均匀金属细 棒横跨在两根轨道之间并静止置于轨道的右侧（如图）。电源两极已在图中标明，开关S最初是断开的。整个装置放 在竖直方向的匀强磁场中，磁感应强度B = 0.6 T；轨道平面距地高度h=0.8m。当接通开关S时，金属细棒由于受到 磁场力作用而向右运动，接着被水平抛出，落地点距抛出点水平距离s= 1.2m .求：（1）所在磁场的方向（2）接通开关S到细棒离开轨道过程，电路截面中通过的电量厶。（取g=10m/s2 ）10、如图所示，金属棒MN质量m= 0.0005kg，放在宽度为L=1m的两根光滑平行金属导轨最右端上，导轨处于竖向 上的匀强磁场中，磁感应

14、强度B=0.5T，电容器的电容C=20“F,电源电动势E = 20V，导轨平直面离地高h=0.8m，单刀双掷开关S先处于1位置，然后掷向2的位置，金属棒因安培力作用被水平抛出，落到距离轨道末端水平距离s =0.064m的位置，设在金属棒通电的极短时间内电流强度不变，取g = 10m/s2，求电容器放电后的电压多大？I* j *答案:、选择题12345678910ACBCABBCDCACDADBC二、填空题eILmgsin elL ，方向垂直斜面向上Bsin2&/ sin&2、mgsin。/ BL；三、计算题1、解析：(1)由平衡条件得F -Fsin &=0摩Fn+Feos 3mg = 0E_p

15、F=BIL=B L BLEcos e BLE解式得FN=mg-尺 ；F = * sin 3.N Q摩要使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,EmgR即B. L = mg 解得最小磁感应强度B .= 肌，由左手定则判断出这种情况B的方向应水平向右.minminBELcqs e BLE答案：(1)mg-尺sin 3mgR運方向水平向右2、导体ab的截面受力图如图所示，则斜面方向的平衡方程为：mgsin60=FAcos60垂直于斜面方向的平衡方程为：N=mgcos60+FAsin60 FA=BIL 73T，N=6N.解式得B=3、导体棒静止时，将圆环分成电阻为6 Q和3 Q的两部分，两者并联，并联电阻