安培力平衡习题

1、安培力的应用安培力的应用1 1、如图所示，水平放置的平行金如图所示，水平放置的平行金属导轨相距为属导轨相距为d d，导轨一端与电源，导轨一端与电源相连，垂直于导轨平面的匀强磁场相连，垂直于导轨平面的匀强磁场的磁感应强度为的磁感应强度为B B，方向如图所示，方向如图所示. .长为长为l l的金属棒的金属棒解析:abab静止在导轨上，棒与平行导轨成静止在导轨上，棒与平行导轨成6060夹角，此夹角，此时，通过金属棒的电流为时，通过金属棒的电流为I I，则金属棒所受的安，则金属棒所受的安培力大小为培力大小为 . .33260sinBIddBIBILF2 2、如右图所示，通电闭合直角三角形线框如右图所示

2、，通电闭合直角三角形线框abcabc处在匀处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，电流方向如图强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，电流方向如图所示，那么三角形线框受到的磁场力的合力为所示，那么三角形线框受到的磁场力的合力为 ( )( )A.A.方向垂直于方向垂直于abab边斜向上边斜向上B.B.方向垂直于方向垂直于acac边斜向上边斜向上C.C.方向垂直于方向垂直于bcbc边向下边向下D.D.为零为零答案 D3 3、长度为、长度为20cm20cm的通电直导线放在匀强磁场的通电直导线放在匀强磁场中，电流的强度为中，电流的强度为1A1A，受到磁场作用力的大，受到磁场作用力的大小为小为2N2N，则磁感

3、应强度，则磁感应强度B B （ ）A、B10T B、B10TC、B10T D、不能确定不能确定B4.4.如图所示质量为如图所示质量为m=50gm=50g的铜棒，长的铜棒，长L L10cm10cm，用长度均为用长度均为L L的两根软导线水平地悬吊在竖直的两根软导线水平地悬吊在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度向上的匀强磁场中，磁感应强度B B1/3T1/3T，通，通电后，平衡时棒向纸外偏转的角度电后，平衡时棒向纸外偏转的角度3737，此铜棒中电流的大小为多少？此铜棒中电流的大小为多少？BmgTF5 5、如图所示，金属杆、如图所示，金属杆abab的质量为的质量为m m，长为，长为L L，通，通过的电

4、流为过的电流为I I，处在磁感应强度为，处在磁感应强度为B B的匀强磁场的匀强磁场中，结果中，结果abab静止在水平导轨上。若磁场方向与静止在水平导轨上。若磁场方向与水平导轨成水平导轨成角，求：角，求：（1 1）棒）棒abab受到的摩擦力；受到的摩擦力；（2 2）棒对导轨的压力。）棒对导轨的压力。BabB BGFNFfF6 6、如图、如图11-2-5(a)11-2-5(a)，相距，相距20cm20cm的两根光滑平行铜导轨，的两根光滑平行铜导轨，导轨平面倾角为导轨平面倾角为a=37a=370 0，上面放着质量为，上面放着质量为80g80g的金属杆的金属杆abab，整个装置放在，整个装置放在B=0

5、.2TB=0.2T的匀强磁场中的匀强磁场中. .(1)(1)若磁场方向竖直向下，要使金属杆静止在导轨上，若磁场方向竖直向下，要使金属杆静止在导轨上，必须通以多大的电流必须通以多大的电流. .(2)(2)若磁场方向垂直斜面向下，要使金属杆静止在导若磁场方向垂直斜面向下，要使金属杆静止在导轨上，必须通以多大的电流。轨上，必须通以多大的电流。【解析】由【解析】由b b向向a a看时，进行受力分析如图所示，看时，进行受力分析如图所示，由平衡条件得由平衡条件得(1)F=BIL=mgtana(1)F=BIL=mgtana I=mgtana I=mgtana/BL=15A/BL=15A(2)(2)当磁场垂直

6、斜面向下时当磁场垂直斜面向下时 F=BIL=mgsinaF=BIL=mgsina I=mgsina I=mgsina/BL=12A/BL=12A7 7：在倾斜角为：在倾斜角为的光滑斜面上的光滑斜面上, ,置一通有电置一通有电流流I,I,长为长为L,L,质质 量为量为m m的导的导 体棒，如图所示体棒，如图所示, ,在竖直向上的磁场中静止，则磁感应强度在竖直向上的磁场中静止，则磁感应强度B B为为 _._. XmgF解：静止于斜面说明受力平衡解：静止于斜面说明受力平衡 mgtg=BIL B=mgtg/IL引申引申1 1：欲使它静止在斜面上欲使它静止在斜面上, , 外加磁场的磁感外加磁场的磁感应强

7、度应强度B B的最小值为的最小值为_,_,方向方向_._.引申引申2 2：欲使它静止在斜面上欲使它静止在斜面上, ,且对斜且对斜面无压力面无压力, , 外加磁场的磁感应强度外加磁场的磁感应强度B B的的最小值为最小值为_, _, 方向方向_._.XGNFB mgsin=BIL B=mgsin/ILmg=BIL B=mg/ILXGFB8 8、如图所示、如图所示: :在磁感强度在磁感强度B=2TB=2T的匀强磁场中的匀强磁场中, ,一与水一与水平面成平面成3737度角的导电轨道度角的导电轨道, ,轨道上放一可轨道上放一可 移动的金移动的金属杆属杆abab，电源电动势为，电源电动势为E=10E=10

8、伏伏, ,内阻内阻r=1r=1欧欧,ab,ab长长L=0.5m,L=0.5m,质量质量m=0.2kg,m=0.2kg,杆与轨道间的摩擦因数杆与轨道间的摩擦因数 u=0.1,u=0.1,求接在轨道中的可变电阻求接在轨道中的可变电阻R R在什么范围内在什么范围内, , 可使可使abab杆杆在轨道上保持静止在轨道上保持静止?(?(杆与轨道的电阻不计杆与轨道的电阻不计) ) baBRGFFNf(1)(1)摩擦力沿斜面向上摩擦力沿斜面向上: :mgsin=Fcos+fmgsin=Fcos+fF FN N=mgcos+Fsin=mgcos+Fsinf=uFf=uFN N(2)(2)摩擦力沿斜面向下摩擦力沿

9、斜面向下 mgsin+f=Fcosmgsin+f=Fcos F FN N=mgcos+Fsin=mgcos+Fsin f=uF f=uFN N F=(mgsin+umgcos)/(cos-usin F=(mgsin+umgcos)/(cos-usin) )F=F=（mgsin-mgcos)/(cos+usinmgsin-mgcos)/(cos+usin) ) 1 1、如图所示，在倾角为如图所示，在倾角为3030o o的斜面上，放置两条宽的斜面上，放置两条宽L L0.5m0.5m的光滑平行导轨，将电源、滑动变阻器用的光滑平行导轨，将电源、滑动变阻器用导线连接在导轨上，在导轨上横放一根质量为导线连

10、接在导轨上，在导轨上横放一根质量为m m0.2kg0.2kg的金属棒的金属棒abab，电源电动势，电源电动势E E12V12V，内阻，内阻r r0.30.3，磁场方向垂直轨道所在平面，磁场方向垂直轨道所在平面，B B0.8T0.8T。欲使棒欲使棒abab在轨道上保持静止，滑动变阻器的使用在轨道上保持静止，滑动变阻器的使用电阻电阻R R应为多大？（应为多大？（g g取取10m/s10m/s2 2，其它电阻不计），其它电阻不计）BE rRa30bBGFNF2 2、水平放置的两个平行金属轨道相距、水平放置的两个平行金属轨道相距0.2m0.2m上面有一上面有一质量为质量为0.04kg0.04kg的均匀金属棒的均匀金属棒abab，电源电动势为，电源电动势为V V，内阻为内阻为0.50.5，滑动变阻器调到，滑动变阻器调到2.52.5时，要在金属时，要在金属棒所在位置施加一个垂直于棒所在位置施加一个垂直于abab的匀强磁场，才能使的匀强磁场