如圖所示,兩根等長的絕緣細(xì)線懸掛一水平金屬細(xì)桿MN,處在與其垂直的水平勻強(qiáng)磁場中。金屬細(xì)桿的長度為1 m,質(zhì)量為8.9×10-3 kg。當(dāng)金屬細(xì)桿中通以0.89 A的電流時(shí),兩絕緣細(xì)線上的拉力均恰好為零。忽略與金屬細(xì)桿連接細(xì)導(dǎo)線的影響,g=10m/s2。求:

(1)金屬細(xì)桿所受安培力的方向;
(2)金屬細(xì)桿中電流的方向;
(3)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小。
(1)向上(2)N到M  (向左)(3)0.1T 

試題分析:(1)根據(jù)物體平衡條件可以判斷安培力的方向.
(2)知道了安培力方向,根據(jù)左手定則可以判斷金屬桿中電流的方向
(3)寫出安培力的表達(dá)式,然后根據(jù)物體平衡列方程可正確解答.
解:(1)金屬細(xì)桿在重力、安培力作用下處于平衡狀態(tài),安培力和重力等大反向,故安培力方向豎直向上.故金屬細(xì)桿所受安培力的方向?yàn)椋贺Q直向上.
(2)根據(jù)左手定則,伸開左手,讓磁感線穿過手心,大拇指指向上方,四指從N指向M,故電流方向從N指向M.故金屬細(xì)桿中電流的方向?yàn)閺腘指向M.                      
(3)根據(jù)安培力公式有:F=BIL
則: 
又F=mg
,故勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.1T.
點(diǎn)評:本題比較簡單,借助于物體平衡,考查了有關(guān)安培力的大小和方向問題,要熟練應(yīng)用左手定則判斷安培力的方向,同時(shí)熟練應(yīng)用公式F=BIL進(jìn)行有關(guān)計(jì)算.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,在xOy平面內(nèi)有一范圍足夠大的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度大小為E,電場方向在圖中未畫出.在y≤l的區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直于xOy平面向里.一電荷量為+q、質(zhì)量為m的粒子,從O點(diǎn)由靜止釋放,運(yùn)動(dòng)到磁場邊界P點(diǎn)時(shí)的速度剛好為零,P點(diǎn)坐標(biāo)為(l,l),不計(jì)粒子所受重力.

(1)求從O到P的過程中電場力對帶電粒子做的功,并判斷勻強(qiáng)電場的方向.
(2)若該粒子在O點(diǎn)以沿OP方向、大小的初速度開始運(yùn)動(dòng),并從P點(diǎn)離開磁場,此過程中運(yùn)動(dòng)到離過OP的直線最遠(yuǎn)位置時(shí)的加速度大小,則此點(diǎn)離OP直線的距離是多少?
(3)若有另一電荷量為-q、質(zhì)量為m的粒子能從O點(diǎn)勻速穿出磁場,設(shè),求該粒子離開磁場后到達(dá)y軸時(shí)的位置坐標(biāo).

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

光滑的平行金屬導(dǎo)軌長L=2 m,兩導(dǎo)軌間距d=0.5 m,軌道平面與水平面的夾角θ=30°,導(dǎo)軌上端接一阻值為R=0.6 Ω的電阻,軌道所在空間有垂直軌道平面向上的勻強(qiáng)磁場,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1 T,如圖所示.有一質(zhì)量m=0.5 kg、電阻r=0.4 Ω的金屬棒ab,放在導(dǎo)軌最上端,其余部分電阻不計(jì).已知棒ab從軌道最上端由靜止開始下滑到最底端脫離軌道的過程中,電阻R上產(chǎn)生的熱量Q1=0.6 J,取g=10 m/s2,試求:

(1)當(dāng)棒的速度v=2 m/s時(shí),電阻R兩端的電壓;
(2)棒下滑到軌道最底端時(shí)速度的大;
(3)棒下滑到軌道最底端時(shí)加速度a的大。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(16分)如圖甲所示,兩水平放置的平行金屬板A、B的板長,板間距離d=0.10m,在金屬板右側(cè)有一范圍足夠大,方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0×10-2T,其左邊界為y軸.在t=0時(shí)刻,兩金屬板間加如圖乙所示的正弦交變電壓.現(xiàn)從t=0開始,位于極板左側(cè)的粒子源沿x軸向右以1000個(gè)/秒的數(shù)量連續(xù)均勻發(fā)射帶正電的粒子,粒子均以的初速度沿x軸進(jìn)入電場,經(jīng)電場后部分粒子射入磁場.已知帶電粒子的比荷,粒子通過電場區(qū)域的極短時(shí)間內(nèi),極板間的電壓可以看作不變,不計(jì)粒子重力,不考慮極板邊緣及粒子間相互影響.試求:

(1)t=0時(shí)刻進(jìn)入的粒子,經(jīng)邊界y軸射入磁場和射出磁場時(shí)兩點(diǎn)間的距離;
(2)每秒鐘有多少個(gè)粒子進(jìn)入磁場;
(3)何時(shí)刻由粒子源進(jìn)入的帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長,求最長時(shí)間tm(π≈3).

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

在平面直角坐標(biāo)系xOy中,第Ⅰ象限存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場,第Ⅳ象限存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子從y軸正半軸上的M點(diǎn)以一定的初速度垂直于y軸射入電場,經(jīng)x軸上的N點(diǎn)與x軸正方向成θ=60°角射入磁場,最后從y軸負(fù)半軸上的P點(diǎn)垂直于y軸射出磁場,已知ON=d, 如圖所示.不計(jì)粒子重力,求:

(1)粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑R;
(2)粒子在M點(diǎn)的初速度v0的大小;
(3)粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的總時(shí)間t.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(22分)如圖所示,在真空中的豎直平面內(nèi),用長為2L的絕緣輕桿連接兩個(gè)質(zhì)量均為m的帶電小球A和B,A球的電荷量為+4q,B球的電荷量為-3q,組成一帶電系統(tǒng).虛線MN與PQ平行且相距3L,開始時(shí)PQ恰為桿的中垂線.在MN與PQ間加豎直向上的勻強(qiáng)電場,恰能使帶電系統(tǒng)靜止不動(dòng).現(xiàn)使電場強(qiáng)度突然加倍(已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間)

求:
(1)B球剛到達(dá)電場邊界PQ時(shí)的速度大;
(2)判定A球能否到達(dá)電場邊界MN,如能,請求出A球到達(dá)電場邊界MN時(shí)的速度大小;如不能,請說明理由。
(3) 帶電系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)過程中,B球電勢能增加量的最大值;
(4)帶電系統(tǒng)從開始運(yùn)動(dòng)到返回原出發(fā)點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

已知質(zhì)量為m的帶電液滴,以速度v射入互相垂直的勻強(qiáng)電場E和勻強(qiáng)磁場B中,液滴在此空間剛好能在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),如圖所示,求:

(1)液滴在空間受到幾個(gè)力作用。
(2)液滴帶電荷量及電性。
(3)液滴做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑多大?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

一帶電小球M在相互垂直的勻強(qiáng)電場、勻強(qiáng)磁場中作勻速圓周運(yùn)動(dòng),勻強(qiáng)電場豎直向上,勻強(qiáng)磁場水平且垂直紙面向里,如圖所示,下列說法正確的是(  )
A.小球一定帶負(fù)電
B.由于洛倫茲力不做功,故小球在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒
C.由于合外力做功等于零,故小球在運(yùn)動(dòng)過程中動(dòng)能不變
D.沿垂直紙面方向向里看,小球的繞行方向既可以是順時(shí)針也可以是逆時(shí)針方向

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

霍爾效應(yīng)廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體材料的測試和研究中,例如應(yīng)用霍爾效應(yīng)測試半導(dǎo)體是電子型還是空穴型,研究半導(dǎo)體內(nèi)載流子濃度的變化等。在霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,如圖所示,寬為cm,長為4cm,厚為cm的導(dǎo)體,沿方向通有3A的電流,當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的勻強(qiáng)磁場垂直向里穿過平面時(shí),產(chǎn)生了V的霍爾電壓,(已知導(dǎo)體內(nèi)定向移動(dòng)的自由電荷是電子),則下列說法正確的是
A.在導(dǎo)體的前表面聚集自由電子,電子定向移動(dòng)的速率
B.在導(dǎo)體的上表面聚集自由電子,電子定向移動(dòng)的速率
C.在其它條件不變的情況下,增大的長度,可增大霍爾電壓
D.每立方米的自由電子數(shù)為個(gè)

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