安培力典型计算题

常见磁场安培力典型例题1.关于通电直导线所受的安培力F、磁感应强度B和电流I三者方向之间的关系，下列说法中正确的是（）A．FBI、、的三者必定均相互垂直B．F必定垂直于BI、，但B不一定垂直于IC．B必定垂直于FI、，但F不一定垂直于ID．I必定垂直于FB、，但F不一定垂直于B2.在图中，表示电流I、磁场B和磁场对电流作用力F三者的方向关系正确的是（）如图所示各图中，表示磁场方向、电流方向及导线受力方向的图示正确的是()3.一段通电导线，放在同一匀强磁场中的四个不同的位置，如图所示，则（）A．b情况下导线不受安培力B．bc、情况下导线都不受安培力C．c情况下导线受的安培力大于a情况下导线受的安培力D．ab、情况下，导线受的安培力大小相等4.在磁场中某一点放入一通电导线，导线与磁场垂直，导线长1cm，电流为5A，所受磁场力为2510N．求：（1）这点的磁感应强度是多大?若电流增加为10A，所受磁场力为多大?（2）若让导线与磁场平行，这点的磁感应强度多大?通电导线受到的磁场力多大?5.一根长0.2m、电流为2A的通电导线，放在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，受到磁场力的大小可能是（）A．0.4NB．0.2NC．0.1ND．06.磁场中某区域的磁感线如图所示，则（）A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，abBBB．a、b两处的磁感应强度的大小不等，abBBC．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大D．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小7.如图，水平直导线ab上方和下方各放有一静止的小磁针P和Q。当直导线通入由a流向b的电流时A.P和Q的N极都转向纸外；B.P和Q的N极都转向纸里；C.P的N极转向纸外，Q的N极转向纸里；D.P的N极转向纸里，Q的N极转向纸外。8.蹄形磁铁上方放置一通有方向如图电流I的轻质直导线ab，则ab运动的情况是A.a端转向纸外，b端转向纸里，同时向下运动；B.a端转向纸外，b端转向纸里，同时向上运动；C.a端转向纸里，b端转向纸外，同时向上运动；D.a端转向纸里，b端转向纸外，同时向下运动。9.在条形磁铁N极附近，放置一通有方向如图电流I的轻质线圈abcd，则线圈运动情况是A.ab边转向纸外，cd边转向纸里，同时靠近N极；B.ab边转向纸外，cd边转向纸里，同时远离N极；C.ab边转向纸里，cd边转向纸外，同时靠近N极；D.ab边转向纸里，cd边转向纸外，同时远离N极。10.如图所示，长为L的导线AB放在相互平行的金属导轨上，导轨宽度为d，通过的电流为I，垂直于纸面的匀强磁场的磁感应强度为B，则AB所受的磁场力的大小为【】A．BILB．BIdcosθC．BId/sinθD．BIdsinθ11如图，长为2l的直导线折成边长相等，夹角为60的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B，当在该导线中通以电流强度为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力大小为（）A．0B．0.5BIlC．BIlD．2BIlNSabINabcdI12如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在磁铁右上方固定一根与磁铁垂直的长直导线．当导线中通以由外向内的电流时（）A．磁铁受到向左的摩擦力，磁铁对桌面的压力减小B．磁铁受到向右的摩擦力，且对桌面的压力减小C．磁铁受到向左的摩擦力，且对桌面的压力增大D．磁铁不受摩擦力，对桌面的压力不变13.如图所示，台秤上放一光滑平板，其左边固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时台秤读数为N1F，现在磁铁上方中心偏左位置固定一通电导线，电流方向如图，当加上电流后，台秤读数为N2F，则以下说法正确的是（）A．12NNFF，弹簧长度将变长B．12NNFF，弹簧长度将变短C．12NNFF，弹簧长度将变长D．12NNFF，弹簧长度将变短14.如图所示，两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同，方向相反的电流，a受到的磁场力大小为1F．当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到的磁场力大小变为2F，则此时b受到的磁场力大小变为（）A．2FB．12FFC．12FFD．122FF15.在等边三角形的三个顶点a、b、c处，各有一条长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C．与ab边垂直，指向右边16.如图所示，MN是一条水平放置的固定长直导线，通电电流大小为1I，方向如图，P是一个通有电流2I的与MN共面的金属环，圆环P在磁场作用下（）A．沿纸面向上运动B．沿纸面向下运动C．上半部垂直于纸面向外，下半部垂直于纸面向里运动D．上半部垂直于纸面向里，下半部垂直于纸面向外运动17如图，O为圆心，KNLM、是半径分别为ONOM、的同心圆，若O处垂直纸面放置一载流直导线，电流垂直纸面向外．用一条导线围成如图所示回路KLMN，当回路中沿图示方向通以电流时，此回路将（）A．向左平动B．在纸面向绕过O点垂直于纸面的轴转动C．KL边向外，MN边向里运动D．KL边向里，MN边向外运动18如图所示，一根质量为m的金属棒AC，用软线悬挂在磁感应强度为B的匀强磁场中，电流方向由AC，此时悬线张力不为零，欲使悬线张力为零，必须（）A．改变电流方向，并适当增加电流强度B．不改变电流方向，适当增加电流强度C．改变磁场方向，并适当增大磁感应强度D．不改变磁场方向，适当减少磁感应强度19.把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来，使它的下端刚好跟杯里的水银面相接触，并使它组成如图388所示的电路图．当开关S接通后，将看到的现象是()A．弹簧向上收缩B．弹簧被拉长C．弹簧上下跳动D．弹簧仍静止不动20.一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，当两线圈通以如图3511所示的电流时，从左向右看，则线圈L1将()A．不动B．顺时针转动C．逆时针转动D．向纸面内平动21.质量为m的通电细杆ab置于倾角为的平行导轨上，导轨宽度为d，杆ab与导轨间的摩擦因数为，有电流时ab恰好在导轨上静止，如图所示，下图是ba方向观察时的四个平面图，标出四种不同的匀强磁场方向，其中杆与导轨间摩擦力可能为零的是（）22.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．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．若将磁场方向改为竖直向上，要使金属杆仍保持静止状态，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流减小C．减小导轨平面与水平面间的夹角D．将电源正负极对调使电流方向改变23.如图所示，通电直导线ab质量为m、长为L，水平的放置在倾角为的光滑斜面上，通以图示方向的电流，电流强度为I，要求导线ab静止在斜面上．（1）若磁场的方向竖直向上，则磁感应强度为多大？（2）若要求磁感应强度最小，则磁感应强度如何？24.如图所示，长L、质量为m的金属杆ab，被两根竖直的金属丝静止吊起，金属杆ab处在方向垂直纸面向里的匀强磁场中。当金属杆中通有方向a→b的电流I时，每根金属丝的拉力大小为T。当金属杆通有方向b→a的电流I时，每根金属丝的拉力大小为2T。Bab8题图求磁场的磁感应强度B的大小。25.质量为0.5㎏的金属杆在相距1m的水平轨道上与轨道垂直放置金属杆上通以I=4A的恒定电流，如图所示，匀强磁场B垂直轨道平面，金属杆与轨道间动摩擦因数为0.2，求匀强磁场的磁感应强度B多大时金属杆恰好不发生移动？26．如图所示，电源电动势为E=2V，内阻r=0.5Ω，竖直导轨电阻可以忽略不计，金属棒的质量m=0.1kg，电阻R=0.5Ω，有效长度为0.2m，靠在导轨的外面，它与导轨间的最大静摩擦力是其之间正压力的0.5倍。为使金属棒静止，我们施一与纸面夹角为37°且与金属棒垂直向里的匀强磁场，求：（1）磁场是斜向上还是斜向下？（2）B的范围是多少？27.如图，相距d=10cm水平放置的两根导电轨道，轨道间接有电源，处于磁感应强度B=0.1T、垂直轨道平面向上的匀强磁场中。K断开时，将一根质量m=3g的金属杆放于轨道一边缘处，然后闭合K，金属杆沿水平方向飞出落于地面上，其水平距离S=1.5m。则闭合K时通过金属杆的电量为。28.如图，两根光滑的弧形轨道，轨道间接有电动势为、内阻不计的电源，处于磁感应强度为B、竖直向上的匀强磁场中。现将一根长l、质量为m、电阻为R的金属杆ab放于轨道上，杆滑至某一位置处恰好可处于静止。则此时杆对轨道压力的大小为27题图shBK（轨道电阻不计）。29．如右图所示，水平放置的两导轨P、Q间的距离L＝0.5m，垂直于导轨平面的竖直向上的匀强磁场的磁感应强度B＝2T，垂直于导轨放置的ab棒的质量m＝1kg，系在ab棒中点的水平绳跨过定滑轮与重量G＝3N的物块相连．已知ab棒与导轨间的动摩擦因数μ＝0.2，电源的电动势E＝10V、内阻r＝0.1Ω，导轨的电阻及ab棒的电阻均不计．要想ab棒处于静止状态，R应在哪个范围内取值？(g取10m/s2)30.电磁轨道炮工作原理如图所示．待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触．电流I从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回．轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面得磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度的大小与I成正比．通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出．现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的方法是（）A．只将轨道长度L变为原来的2倍B．只将电流I增加至原来的2倍C．只将弹体质量减至原来的一半D．将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，其它量不变31.如图所示，质量m、电阻不计的金属杆ab放在宽为l，倾角为的导轨上，导轨电阻也不计，其上端接电动势为E、内阻为零的直流电源和可变电阻R．磁感应强度B的匀强磁场竖直向上穿过导轨平面．金属杆ab与导轨间的最大静摩擦力为fF．欲使ab棒静止在导轨上不动，求可变电阻R的取值范围．32.相距为1mL的平行金属导轨放在高0.8mh的水平桌面上，一根质量为3gm的金属棒ab垂直地跨在导轨上，匀强磁场的磁感应强度0.1TB竖直向上，如图所示，当S接通时，金属棒因受到磁场力的作用而被水平抛出，落地点与抛出点之间的水平距离2ms，求S接通后，通过金属棒的总电荷量．（取210m/sg）33.澳大利亚国立大学制成了能把2.2g的弹体(包括金属杆EF的质量)加速到10km/s的电磁炮(常规炮弹的速度约为2km/s)．如图357所示，若轨道宽为2m，长为100m，通过的电流为10A，试求轨道间所加匀强磁场的磁感应强度(轨道摩擦不计)35.如图所示，在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4m，质量为6×10－2kg的通电直导线，电流I＝1A，方向垂直纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动，整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4T，方向竖直向上的磁场中，设t＝0，B＝0，则需要多长时间斜面对导线的支持力为零？(g取10m/s2)36．如图所示，两平行金属导轨间的距离L＝0.40m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ＝37°，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＝0.50Ω的直流电源．现把一个质量m＝0.040kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止．导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0＝2.5Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s2.已知sin37°＝0.60，cos37°＝0.80，求：(1)通过导体棒的电流；(2)导体棒受到的安培力大小；(3)导体棒受到的摩擦力大小．36.如图所示，水平放置的两导轨P、Q间的距离L＝0.5m，垂直于导轨平面的竖直向上的匀强磁场的磁感应强度B＝2T，垂直于导轨放置的ab棒的质量m＝1kg