如图甲所示,n=10匝的圆形线圈,线圈两端与同一平面内放置的光滑平行导轨两端相连,导轨宽L=0.5m,长也为L的导体棒MN垂直放在导轨上且与导轨良好接触。电路中

如图甲所示,n=10匝的圆形线圈,线圈两端与同一平面内放置的光滑平行导轨两端相连,导轨宽L=0.5m,长也为L的导体棒MN垂直放在导轨上且与导轨良好接触。电路中

题型:湖北省期末题难度:来源:
如图甲所示,n=10匝的圆形线圈,线圈两端与同一平面内放置的光滑平行导轨两端相连,导轨宽L=0.5m,长也为L的导体棒MN垂直放在导轨上且与导轨良好接触。电路中接入的电阻R=0.5Ω,导轨、导体棒与线圈电阻均不计。在导轨平面范围内有匀强磁场B1=0.8T垂直穿过,方向垂直纸面向外。在线圈内有垂直纸面向内的匀强磁场B2,线圈中的磁通量随时间变化的图像如图乙所示。请根据下列条件分别求解:
(1)如导体棒MN在外力作用下保持静止,求t=2s时刻导体棒受到的安培力。
(2)如导体棒MN在外界作用下,在匀强磁场B1中沿导轨方向作匀速直线运动,运动速度大小为v=25m/s,求t=2s时刻导体棒受到的安培力。

答案
解:(1)由法拉第电磁感应定律得线圈中产生的感应电动势为:E2=n△φ/△t=10×V=5V
回路中产生的感应电流为:I==10A,方向为逆时针方向
导体棒MN受到的安培力为:F=B1IL=0.8×10×0.5 N=4N,方向为水平向左
(2)导体棒MN切割磁感线产生的感应电动势为:E1=B1Lv=0.8×0.5×25V=10V
若导体棒沿导轨平面向右匀速运动切割磁感线,则E1、E2产生的电流方向相同,仍为逆时针方向
所以回路中产生的感应电流大小为:I′=A=30A
导体棒MN受到的安培力为:F′=B1I′L=0.8×30×0.5 N=12N,方向仍为水平向左
若导体棒沿导轨平面向左匀速运动切割磁感线,则E1、E2产生的电流方向相反
所以回路中产生的感应电流大小为:I′′==10A
所以导体棒MN受到的安培力为4N,方向水平向右
举一反三
通电直导线A与圆形通电导线环B固定放置在同一水平面上,通有如图所示的电流时,通电直导线A受到水平向__________的安培力作用。当A、B中电流大小保持不变,但同时改变方向时,通电直导线A所受到的安培力方向水平向__________。

题型:0127 期末题难度:| 查看答案
在倾角为30°的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为L、质量为m的直导体棒,一匀强磁场垂直于斜面向下,如图所示。当导体棒内通有垂直纸面向里的电流I时,导体棒恰好静止在斜面上,则磁感强度的大小为B=_________。

题型:0127 期末题难度:| 查看答案
关于磁感应强度与通电导线在磁场中受力情况及其相互关系,下列说法正确的是

[     ]

A.一小段通电直导线在磁场中不受安培力作用,则该处磁感应强度一定为零
B.一小段通电直导线所受安培力的方向一定与磁场方向垂直
C.只有通电直导线与磁场方向垂直,导线才会受到安培力的作用
D.通电直导线在磁场中所受安培力越大,其磁感应强度一定越大
题型:0127 期末题难度:| 查看答案
一段通电的直导线平行于匀强磁场放入磁场中,如图所示,导线上的电流由左向右流过。当导线以左端点为轴在竖直平面内转过90°的过程中,导线所受的安培力 

[     ]

A.大小不变,方向也不变
B.大小由零逐渐增大,方向随时改变
C.大小由零逐渐增大,方向不变
D.大小由最大逐渐减小到零,方向不变
题型:0114 期末题难度:| 查看答案
在直线OO"上的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,且已知ab=bc,则下列有关过b点的导线所受安培力的说法中正确的是 

[     ]

A.方向沿OO"连线指向右边
B.方向沿OO"连线指向左边
C.方向与OO"边垂直竖直向下
D.所受安培力合力为零
题型:0110 期末题难度:| 查看答案
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