如图所示,在一个范围足够大、垂直纸面向里的匀强磁场中,用绝缘细线将金属棒吊起,使其呈水平状态. 己知金属棒长L=0.2m

如图所示,在一个范围足够大、垂直纸面向里的匀强磁场中,用绝缘细线将金属棒吊起,使其呈水平状态. 己知金属棒长L=0.2m,质量m=0.5kg,棒中通有I=10A的向右的电流,取g=10m/s2
(1)若磁场的磁感应强度B=0.5T,求此时金属棒受到的安培力F的大小;
(2)若细线拉力恰好为零,求磁场的磁感应强度B的大小.
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danielle_ran 幼苗

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解题思路:根据左手定则,让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流的方向,这时拇指所指的方向就是导线受的安培力的方向.根据F=BIL来计算安培力的大小即可.

(1)导体棒长为L=0.2m,磁感应强度B=0.5T,电流为I=10A,并且导体棒和磁场垂直,
所以导体棒受到的安培力大小为
F=BIL=0.5×10×0.2N=1.0N,
(2)悬线拉力恰好为零,金属棒受重力和安培力,由金属棒静止可得
F=B′IL=mg
所以B′=
mg
IL=
0.5×10
10×0.2T=2.5T
答:(1)金属棒受到的安培力F的大小为1.0N;
(2)若细线拉力恰好为零,求磁场的磁感应强度B的大小为2.5T.

点评:
本题考点: 安培力;共点力平衡的条件及其应用;磁感应强度.

考点点评: 本题是安培力的分析和计算问题.安培力大小的一般计算公式是F=BILsinα,α是导体与磁场的夹角,当B、I、L互相垂直的时候安培力最大为F=BIL.

1年前

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