如图所示,两根完全相同的轻质柔软细导线将质量为10g、长为30cm的金属杆AB从两端点悬挂起来,导线竖直,金属杆处于水平状态且中间20cm处于0.5T的矩形匀强

如图所示,两根完全相同的轻质柔软细导线将质量为10g、长为30cm的金属杆AB从两端点悬挂起来,导线竖直,金属杆处于水平状态且中间20cm处于0.5T的矩形匀强

题型:不详难度:来源:
如图所示,两根完全相同的轻质柔软细导线将质量为10g、长为30cm的金属杆AB从两端点悬挂起来,导线竖直,金属杆处于水平状态且中间20cm处于0.5T的矩形匀强磁场中.对金属杆通电,当金属杆对导线的拉力恰好为0时,(g=10m/s2)求:

魔方格

(1)电流的大小和方向;
(2)保持题中的电流大小不变,将电流反向,导线OA对金属杆的拉力是多少?
(3)保持(2)问中电流方向不变,请你作出导线OA的拉力随电流大小的变化关系.
答案

魔方格
(1)杆受力如图所示
由平衡条件得:mg=BIL,
解得:I=
mg
BL
=
0.01×10
0.5×0.2
A
=1A;
由左手定则可知,电流方向从A到B.
(2)电流反向后杆受力如图所示,

魔方格

魔方格

由平衡条件得:
FOA+FO′B=G+FA
其中:FOA=FO′B,G=FA
解得:FOA=G=0.1N;
(3)由2FOA=G+BIL得,
绳子的拉力 FOA与电流I的关系:
FOA=
G+BIL
2
=0.05+0.05IA,
导线OA的拉力随电流大小的变化关系如图所示;
答:(1)电流的大小为1A,方向从A到B;
(2)导线OA对金属杆的拉力是0.1N.
(3)导线OA的拉力随电流大小的变化关系图象如图所示.
举一反三
如图所示,矩形闭合线圈abcd竖直放置,OO′是它的对称轴,通电直导线AB与OO′平行,且AB、OO′所在平面与线圈平面垂直.若要在线圈中产生abcda方向的感应电流,可行的做法是(  )
A.AB中电流I逐渐增大
B.AB中电流I先增大后减小
C.AB正对OO′,逐渐靠近线圈
D.线圈绕OO′轴逆时针转动90°(俯视)
魔方格
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下列关于通电直导线在匀强磁场中受安培力的说法,正确的有(  )
A.安培力的大小只跟磁场的强弱和电流大小有关
B.若导线受到的磁场力为0,导线所在处的磁感应强度必为0
C.安培力的方向必与磁场方向垂直,磁场方向必与电流方向垂直
D.若某段导线在磁场中取某一方向时受到的磁场力最大,此时导线必与磁场方向垂直
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如图所示,可以自由转动的小磁针静止不动时,靠近螺线管的是小磁针______极,若将小磁针放到该通电螺线管内部,小磁针指向与图示位置时的指向相______(填“同”或“反”).魔方格
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画出通电直导线与通电螺线管周围的磁场.(哪一种观察角度均可)
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将长0.5m通过4A电流的通电直导线放在匀强磁场中,
(1)当导线和磁场方向垂直时,通电导线所受安培力为0.3N,则匀强磁场的磁感应强度B为多大?
(2)若将通电导线中的电流减为2A,则这时匀强磁场的磁感应强度B又为多大?导线受安培力为多大?
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