安培力习题附答案

1、最新资料推荐第 16 讲 安培力基本知识1左手平展，使大拇指与其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内。把左手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心（手心对准 n 极，手背对准 s 极，四指指向电流方向（既正电荷运动的方向），则拇指的方向就是导体受力方向。2电流元分析法：把整段电流等分为很多段直线电流元，先用左手定则判断出小段电流元受到的安培力的方向，再判断整段电流所受的安培力的合力方向，从而确定导体的运动方向。3特殊位置分析法：把通电导线转到一个便于分析的特殊位置后判断其安培力方向，从而确定运动方向。4等效分析法：环形电流可以等效为小磁针；通电螺线管可以等效为多个环形电流或条形磁铁。5推论分析法：两

2、通电导线平行时，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥；通电导线不相互平行时，有转到相互平行且方向相同的趋势。基础题1、画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向。中不断变化c线框受的磁场力在转动过程中合力始终不为零d ab、cd 两边受到的磁场力的大小和方向在转动过程中始终不变4、设电流计中的磁场为均匀辐向分布的磁场如图甲所示 ， 图 ( 乙 ) 中abcd 表 示 的 是 电 流 计 中 的 通 电 线圈 .ab=cd=1cm，ad=bc=0.9cm, 共有 50 匝，线圈两边所在位置的磁感应强度为 0.5 t。已知线圈每偏转 1，弹簧产生的阻碍线圈偏转的力矩为2.5 10-8 n m。求：(1)

3、 当线圈中通有 0.6 ma 的电流时， 线圈偏转的角度；(2) 当线圈转过 90时，该电流表中通过的电流。5、如图所示，在倾角为的光滑斜面上，放置一根长为 l ，质量为 m，通过电流为 i 的导线， 若使导线静止，应该在斜面上施加匀强磁场 b 的大小和方向为 ( )a bmgsin，方向垂直于斜面向下ilb bmgsin，方向垂直于斜面向上ilc bmg tan，方向竖直向下2、如图，长为 2l 的直导线折成边长相等，夹角为60ilmgsin的 v 形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁d b，方向水平向右感应强度为 b 当在该导线中通以电流强度为i 的电流il时，该 v 形通电导线受

4、到的安培力大小为()a 0b 0.5bilcbild 2bil6、在等边三角形的三个顶点a、 b、 c 处，各有一条长3、如图所示，匀强磁场中有一通以方向如图的稳恒电流的矩形线圈 abcd，可绕其中心轴 oo转动， 则在转动过程中 ( )a ad 和 bc 两边始终无磁场力作用b cd、 ba 两边受到的磁场力的大小和方向在转动过程直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图过c 点的导线所受安培力的方向()a 与 ab 边平行，竖直向上b与 ab 边平行，竖直向下c与 ab 边垂直，指向左边d与 ab 边垂直，指向右边1最新资料推荐7、如图所示，一段导线 abcd 位于磁感应强

5、度大小为 b 的匀强磁场中，且与磁场方向（垂直于纸面向里）垂直线段ab、 bc 和 cd 的长度均为l ，且 abc=bcd=135 流经导线的电流为 i ，方向如图中箭头所示求导线 abcd 所受到的磁场的作用力的合力的大小和方向。8、如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根长直导线与磁铁垂直， 给导线通以垂直纸面向里的电流，则 ( )a 磁铁对桌面压力增加且不受桌面的摩擦力作用b 磁铁对桌面压力增加且受到桌面的摩擦力作用c磁铁对桌面压力减小且不受桌面的摩擦力作用d 磁铁对桌面压力减小且受到桌面的摩擦力作用11、如图所示 ,把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上

6、方 ,导线可以自由移动 ,当导线通过图示方向电流 i 时 ,导线的运动情况是 (从上往下看 )( )a 顺时针方向转动，同时下降b顺时针方向转动，同时上升c逆时针方向转动，同时下降d逆时针方向转动，同时上升12、质量为 m、长度为 l 的导体棒 mn 静止在水平导轨上，通过 mn 的电流为 i ，匀强磁场的磁感应强度为 b ，方向与导轨平面成 角斜向下， 如图所示， 求 mn 棒受到的支持力和摩擦力9、一个可以自由运动的线圈l 1 和一个固定的线圈 l 2互相绝缘垂直放置，且两个线圈圆心重合，当两线圈通入如图所示的电流时，从左向右看线圈l 1 将( )a 不动b 逆时针转动c顺时针转动d 向纸

7、面外运动13、如图所示，在同一水平面上的两根导轨相互平行，并处在竖直向上的匀强磁场中，一根质量为3.6 kg，有效长度为 2 m 的金属棒放在导轨上当金属棒中的电流10、如图所示，两根互相绝缘、垂直放置的直导线ab为 5 a 时，金属棒做匀速直线运动；当金属棒中的电流和 cd，分别通有方向如图的电流，若通电导线ab 固定增加到 8 a 时，金属棒的加速度为2 m/s2，求磁场的磁不动，导线 cd 能自由运动，则它的运动情况是( )感应强度的大小a 顺时针转动，同时靠近导线abb 顺时针转动，同时远离导线abc逆时针转动，同时靠近导线abd 逆时针转动，同时远离导线ab2最新资料推荐图甲沿 a

8、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。14、如图所示，在倾角为37的光滑斜面上有一根长为 2i 1 a，0.4 m质量为 610 kg 的通电直导线，电流方向垂直纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不（ 1）请在图乙所示的平面图中画出导体棒受力的示意动，整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4t，方向竖图；直向上的磁场中， 设 t0，b 0，则需要多长时间斜面（ 2）求出磁场对导体棒的安培力的大小；对导线的支持力为零？(g 取 10 m/s2)（ 3）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

9、b 的最小值的大小和方向。参考答案1、略2、 c3、 d4、 (1)54 (2)1.010-3 a5、 ac6、c7、方向沿纸面向上，大小为(21) ilb8、a9、 c 10、 c 11、 c 12、 mn 棒受到的支持力的大小为 fsin ；方向为：水平向左摩擦力的大小为3、如图所示，宽为l 的金属框架和水平面夹角为，并处于磁感应强度为b 的匀强磁场中， 磁场方向垂直于框架平面 导体棒 ab 的质量为m，长度为 d，置于金属框架上时将向下匀加速滑动，导体棒与框架之间的最大静摩擦力为 f为使导体棒静止在框架上， 将电动势为 e，内阻不计的电源接入电路，若框架与导体棒的电阻不计，求需要接入的滑

10、动变阻器r 的阻值范围mg+fcos，方向为：竖直向上13、 1.2t14、 10s附加题1、如图所示， pq 和 mn 为水平、平行放置的金属导轨，相距 1 m，导体棒ab 跨放在导轨上，导体棒的质量m 0.2 kg，导体棒的中点用细绳经滑轮与物体相连，物体质量m 0.3 kg，导体棒与导轨间的动摩擦因数0.5.匀强磁场的磁感应强度 b 2 t ，方向竖直向下，为了使物体匀速上升， 应在导体棒中通入多大的电流？方向如何？2、如图甲所示，在水平地面上固定一对与水平面倾角为 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

11、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4、如图，质量为m、长度为l 的均质金属棒，通过两根轻质细金属丝悬挂在绝缘支架pq 上，金属丝和已充电的电容器和开关 s 相连，电容器电容为 c，电压为 u，整个装置处于方向竖直向上、 磁感应强度为 b 的匀强磁场中，先接通 s，当电容器在极短时间内放电结束时，断开 s，则此后金属棒能摆起的最大高度为多少？3最新资料推荐（ 2）若此时线圈水平向右运动的速度大小为v，求安培5、在倾角为的光滑斜面上置一通有电流i，长为 l、力的功率质量为 m 的导体棒，如图所示。（ 1）

12、欲使棒静止在斜面上，外加匀强磁场的磁感应强度 b 的最小值和方向；（ 2）欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力，外加匀强磁场的磁感应强度的大小和方向；（ 3）若使棒静止在斜面上且要求b 垂直于 l,可加外磁场的方向范围。8、如图所示，将长为50cm，质量为 100g的均匀金属棒 ab 的两端用两只相同的弹簧悬挂成水平状态，位于6、据报道，最近已研制出一种可以投入使用的电磁轨垂直纸面向里的匀强磁场中，当金属棒中通以0.4a 的道炮，其原理如图所示。炮弹（可视为长方形导体）置电流时，弹簧恰好不伸长，求：于两固定的平行导轨之间，并与轨道壁密接。开始时炮（ 1）匀强磁场的磁感应强度是多大 ?弹在轨道的一端

13、，通以电流后炮弹会被磁力加速，最后（ 2）当金属棒通过0.2a 由 a 到 b 的电流时，弹簧伸长从位于导轨另一端的出口高速射出。设两导轨之间的距1cm，如果电流方向由 b 到 a 而大小不变，弹簧伸长又离 d 0.10 m，导轨长 l 5.0 m，炮弹质量 m 0.30 kg。 是多少 ?导轨上的电流i 的方向如图中箭头所示。可认为，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v32.0 10m/s，求通过导轨的电流i。忽略摩擦力与重力（用牛顿第二定律和运动定理两种方法解）7、音圈电机是一种应用于硬盘、光驱等系统的特殊电动机。题图是某

14、音圈电机的原理示意图，它由一对正对的磁极和一个正方形刚性线圈构成，线圈边长为l ，匝数为 n，磁极正对区域内的磁感应强度方向垂直于线圈9、载 流 长 直 导 线 周 围 磁 场 的 磁 感 应 强 度 大 小 为平面竖直向下，大小为b，区域外的磁场忽略不计。线b=ki/r ，式中常量 k 0，i 为电流强度， r 为距导线的距圈左边始终在磁场外，右边始终在磁场内，前后两边在离在水平长直导线 mn 正下方，矩形线圈 abcd 通以i，被两根轻质绝缘细线静止地磁场内的长度始终相等。 某时刻线圈中电流从p 流向 q， 逆时针方向的恒定电流大小为 i悬挂，如图所示开始时mn 内不通电流，此时两细线（

15、1）求此时线圈所受安培力的大小和方向。内的张力均为 t 0当 mn 通以强度为 i1 的电流时，两细线内的张力均减小为t 1，当 mn 内电流强度变为 i24最新资料推荐时，两细线内的张力均大于t 0（ 1）分别指出强度为 i 1、 i 2 的电流的方向（ 2）求 mn 分别通以强度为 i1、 i2 的电流时，线框受到的安培力f1 与 f2 大小之比（ 3）当 mn 内的电流强度为 i3 时两细线恰好断裂，在此瞬间线圈的加速度大小为 a，试求 i 3参考答案1、 2 a，方向 a b2、（ 1）（ 2） f=mg tan（ 3）所以最小磁感应强度bmin= fmin =mg sin，方向为垂直ilil轨道平面斜向上。3、belbelmg sinrmg sinffb 2l2 c 2u 25、（ 1）m