安培力作用下物體的平衡

1、 1 1、20122012年濟寧模擬年濟寧模擬) )粗細均勻的直導線粗細均勻的直導線abab的兩端懸掛在兩的兩端懸掛在兩根相同的彈簧下邊，根相同的彈簧下邊，abab恰好處在水平位置恰好處在水平位置( (如圖所示如圖所示) )已已知知abab的質量為的質量為m m10 g10 g，長度，長度L L60 cm60 cm，沿水平方向與，沿水平方向與abab垂垂直的勻強磁場的磁感應強度直的勻強磁場的磁感應強度B B0.4 T.0.4 T. (1)(1)要使兩根彈簧能處在自然狀態(tài)，既不被拉長，也不被壓要使兩根彈簧能處在自然狀態(tài)，既不被拉長，也不被壓縮，縮，abab中應沿什么方向、通過多大的電流？中應沿什

2、么方向、通過多大的電流？ (2)(2)當導線中有方向從當導線中有方向從a a到到b b、大小為、大小為0.2 A0.2 A的電流通過時，的電流通過時，兩根彈簧均被拉長了兩根彈簧均被拉長了x x1 mm1 mm，求該彈簧的勁度系數，求該彈簧的勁度系數 (3)(3)當導線中由當導線中由b b到到a a方向通過方向通過0.2 A0.2 A的電流時兩根彈簧被拉的電流時兩根彈簧被拉長多少？長多少？( (取取g g9.6 m/s9.6 m/s2 29.6 N/kg)9.6 N/kg)ab答案：答案：(1)由由a到到b0.4 A(2)24 N/m(3)3 mm 如圖所示，金屬棒如圖所示，金屬棒MNMN兩端由

3、等長的輕質細線水平兩端由等長的輕質細線水平懸掛，處于豎直向上的勻強磁場中，棒中通以由懸掛，處于豎直向上的勻強磁場中，棒中通以由M M向向N N的電流，平衡時兩懸線與豎直方向夾角均為的電流，平衡時兩懸線與豎直方向夾角均為。如果僅改變下列某一個條件，如果僅改變下列某一個條件，角的相應變化情角的相應變化情況是況是 A A棒中的電流變大，棒中的電流變大，角變大角變大 B B兩懸線等長變短，兩懸線等長變短，角變小角變小 C C金屬棒質量變大，金屬棒質量變大，角變大角變大 D D磁感應強度變大，磁感應強度變大，角變小角變小【答案】：A 2 2、(2012(2012浙江省金華聯考浙江省金華聯考) )如圖如圖

4、8 81 12626所示，所示，在傾角為在傾角為的光滑斜面上，垂直紙面放置一根長的光滑斜面上，垂直紙面放置一根長為為L L，質量為，質量為m m的直導體棒當導體棒中的電流的直導體棒當導體棒中的電流I I垂垂直紙面向里時，欲使導體棒靜止在斜面上，可將直紙面向里時，欲使導體棒靜止在斜面上，可將導體棒置于勻強磁場中，當外加勻強磁場的磁感導體棒置于勻強磁場中，當外加勻強磁場的磁感應強度應強度B B的方向在紙面內由豎直向上沿逆時針轉至的方向在紙面內由豎直向上沿逆時針轉至水平向左的過程中，下列關于水平向左的過程中，下列關于B B的大小變化的說法的大小變化的說法中，正確的是中，正確的是( () ) A A逐

5、漸增大逐漸增大 B B逐漸減小逐漸減小 C C先減小后增大先減小后增大 D D先增大后減小先增大后減小C3 3、在傾斜角為、在傾斜角為的光滑斜面上的光滑斜面上, ,置置一通有電流一通有電流I,I,長為長為L,L,質質 量為量為m m的導的導 體棒，如圖所示體棒，如圖所示, ,在豎直向上的磁在豎直向上的磁場中靜止，則磁感應強度場中靜止，則磁感應強度B B為為 _._. FBNmg4 4如圖所示，在傾角為如圖所示，在傾角為3737的光滑斜面上有一根長為的光滑斜面上有一根長為0.4 m0.4 m，質量為質量為6 610102 2 kg kg的通電直導線，電流強度的通電直導線，電流強度I I1 A1

6、A，方向垂直，方向垂直于紙面向外，導線用平行于斜面的輕繩拴住不動，整個裝置放于紙面向外，導線用平行于斜面的輕繩拴住不動，整個裝置放在磁感應強度每秒增加在磁感應強度每秒增加0.4 T0.4 T，方向豎直向上的磁場中設，方向豎直向上的磁場中設t t0 0時，時，B B0 0，則需要多長時間，斜面對導線的支持力為零？此時，則需要多長時間，斜面對導線的支持力為零？此時繩的拉力？繩的拉力？ ( (g g取取10 m/s10 m/s2 2) )拓：電流僅反向、經多長時間繩的拓：電流僅反向、經多長時間繩的拉力為零？拉力為零？( (g g取取10 m/s10 m/s2 2) ) 5 5、(2012(2012北

7、京東城區(qū)檢測北京東城區(qū)檢測) )如圖如圖8 81 12828所示，所示，在傾角為在傾角為3030的斜面上，固定一寬的斜面上，固定一寬L L0.25 m0.25 m的平行金屬導軌，在導軌上端接入電源和滑動變的平行金屬導軌，在導軌上端接入電源和滑動變阻器阻器R R. .電源電動勢電源電動勢E E12 V12 V，內阻，內阻r r1 1 ，一質，一質量量m m20 g20 g的金屬棒的金屬棒abab與兩導軌垂直并接觸良與兩導軌垂直并接觸良好整個裝置處于磁感應強度好整個裝置處于磁感應強度B B0.80 T0.80 T、垂直于、垂直于斜面向上的勻強磁場中斜面向上的勻強磁場中( (導軌與金屬棒的電阻不導軌

8、與金屬棒的電阻不計計) )金屬導軌是光滑的，取金屬導軌是光滑的，取g g10 m/s10 m/s2 2，要保持，要保持金屬棒在導軌上靜止，求：金屬棒在導軌上靜止，求： (1)(1)金屬棒所受到的安培力大?。唤饘侔羲艿降陌才嗔Υ笮?； (2)(2)通過金屬棒的電流；通過金屬棒的電流； (3)(3)滑動變阻器滑動變阻器R R接入電路中的阻值接入電路中的阻值 6 6、如圖所示，光滑導軌與水平面成如圖所示，光滑導軌與水平面成角，角，導軌寬導軌寬L L。勻強磁場磁感應強度為。勻強磁場磁感應強度為B B。金屬桿。金屬桿長也為長也為L L ，質量為，質量為m m，水平放在導軌上。當回，水平放在導軌上。當回路

9、總電流為路總電流為I I1 1時，金屬桿正好能靜止。求：時，金屬桿正好能靜止。求： B B至少多大？這時至少多大？這時B B的方向如何？的方向如何？ (2)(2)欲使棒靜止在斜面上且對斜面無壓力，外欲使棒靜止在斜面上且對斜面無壓力，外加勻強磁場的磁感應強度加勻強磁場的磁感應強度B B的大小和方向？的大小和方向？ 7 7、(2012(2012遼寧聯考遼寧聯考) )如圖如圖8 81 12929所示，所示，PQPQ和和EFEF為水平放置的平行金屬導軌，間距為為水平放置的平行金屬導軌，間距為L L1.0 m1.0 m，導體棒導體棒abab跨放在導軌上，棒的質量為跨放在導軌上，棒的質量為m m20 g2

10、0 g，棒，棒的中點用細繩經輕滑輪與物體的中點用細繩經輕滑輪與物體c c相連，物體相連，物體c c的質的質量量M M30 g30 g在垂直導軌平面方向存在磁感應強度在垂直導軌平面方向存在磁感應強度B B0.2 T0.2 T的勻強磁場，磁場方向豎直向上，重力的勻強磁場，磁場方向豎直向上，重力加速度加速度g g取取10 m/s10 m/s2 2. .若導軌是粗糙的，且導體棒與若導軌是粗糙的，且導體棒與導軌間的最大靜摩擦力為導體棒導軌間的最大靜摩擦力為導體棒abab重力的重力的0.50.5倍，倍，若要保持物體若要保持物體c c靜止不動，應該在棒中通入多大的靜止不動，應該在棒中通入多大的電流？電流的方

11、向如何？電流？電流的方向如何？答案：1.0 AI2.0 A由a到b 8 8、如圖、如圖8 81 12828所示，在傾角為所示，在傾角為3737的斜面上，固定一寬的斜面上，固定一寬L L0.2 m0.2 m的平行金屬的平行金屬導軌，桿導軌，桿abab與導軌間的動摩擦因數為與導軌間的動摩擦因數為0.40.4，質量為質量為0.02Kg0.02Kg，裝置處于磁感應強度，裝置處于磁感應強度B B2 2 T T，垂直于斜面向上的勻強磁場中，垂直于斜面向上的勻強磁場中，( (取取g g10 m/s10 m/s2 2），通過調節(jié)），通過調節(jié)R R要保持金屬棒在導軌要保持金屬棒在導軌上靜止，求：通過金屬棒的電流

12、范圍？上靜止，求：通過金屬棒的電流范圍？ 1 1、如圖、如圖8 81 12222所示，兩個完全相同的閉所示，兩個完全相同的閉合導線環(huán)掛在光滑絕緣的水平橫桿上，當合導線環(huán)掛在光滑絕緣的水平橫桿上，當導線環(huán)中通有同向電流時導線環(huán)中通有同向電流時( (如圖如圖) )，兩導線，兩導線環(huán)的運動情況是環(huán)的運動情況是( () ) A A互相吸引，電流大的環(huán)其加速度也大互相吸引，電流大的環(huán)其加速度也大 B B互相排斥，電流小的環(huán)其加速度較大互相排斥，電流小的環(huán)其加速度較大 C C互相吸引，兩環(huán)加速度大小相同互相吸引，兩環(huán)加速度大小相同 D D互相排斥，兩環(huán)加速度大小相同互相排斥，兩環(huán)加速度大小相同C 2 2、

13、與電源相連光滑水平放置的導軌末端放、與電源相連光滑水平放置的導軌末端放一質量為一質量為m m的導體棒的導體棒abab，寬為，寬為L L，高出地面，高出地面H H（如圖（如圖7 7所示）整個裝置放在勻強磁場中，所示）整個裝置放在勻強磁場中，已知電源電動勢為已知電源電動勢為E E，內阻為，內阻為r r，電阻為，電阻為R R（其余電阻不計），磁感應強度為（其余電阻不計），磁感應強度為B B，當，當K K閉合后導體棒水平射程為閉合后導體棒水平射程為s s，求：閉合開關，求：閉合開關瞬間棒的加速度？安培力所做的功？瞬間棒的加速度？安培力所做的功？安培力做功的特點 實質：起傳遞能量的作用。實質：起傳遞能量

14、的作用。 安培力做正功：是將電源的能量傳遞給通安培力做正功：是將電源的能量傳遞給通電導線，或轉化為導線的動能，或轉化為電導線，或轉化為導線的動能，或轉化為其它形式的能。其它形式的能。 安培力做負功：時將其他形式的能轉化為安培力做負功：時將其他形式的能轉化為電能，儲存后再轉化為其他形式的能。電能，儲存后再轉化為其他形式的能。 3 3、(2011(2011高考新課標全國卷高考新課標全國卷) )電磁軌道炮工電磁軌道炮工作原理如圖作原理如圖8 81 12525所示待發(fā)射彈體可在所示待發(fā)射彈體可在兩平行軌道之間自由移動，并與軌道保持良兩平行軌道之間自由移動，并與軌道保持良好接觸電流好接觸電流I I從一條

15、軌道流入，通過導電彈從一條軌道流入，通過導電彈體后從另一條軌道流回軌道電流可形成在體后從另一條軌道流回軌道電流可形成在彈體處垂直于軌道面的磁場彈體處垂直于軌道面的磁場( (可視為勻強磁可視為勻強磁場場) )，磁感應強度的大小與，磁感應強度的大小與I I成正比通電的成正比通電的彈體在軌道上受到安培力的作用而高速射彈體在軌道上受到安培力的作用而高速射出求射出時的速度表達式？現欲使彈體的出求射出時的速度表達式？現欲使彈體的出射速度增加至原來的出射速度增加至原來的2 2倍，理論上可采用的倍，理論上可采用的辦法辦法 4 4、水平放置的光滑金屬導軌寬、水平放置的光滑金屬導軌寬L L0.2 m0.2 m，接有電源電動勢接有電源電動勢E E3 V3 V，電源內阻及導軌，電源內阻及導軌電阻不計勻強磁場豎直向下穿過導軌，電阻不計