安培力洛伦兹力计算题.doc

安培力计算题
1．(2011年厦门一中高二检测)如图3－4－20所示，在同一水平面上的两根导轨相互平行，并处在竖直向上的匀强磁场中，一根质量为3.6 kg，有效长度为2 m的金属棒放在导轨上．当金属棒中的电流为5 A时，金属棒做匀速直线运动；当金属棒中的电流增加到8 A时，金属棒的加速度为2 m/s2，求磁场的磁感应强度的大小．

2．如图3－4－28所示，在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4 m．质量为6×10－2 kg的通电直导线，电流I＝1 A，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0.4 T，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10 m/s2) 新课标第一网

3.(2011年洛阳市高二检测)如图3－4－29所示，PQ和MN为水平、平行放置的金属导轨，相距1 m，导体棒ab跨放在导轨上，导体棒的质量m＝0.2 kg，导体棒的中点用细绳经滑轮与物体相连，物体质量M＝0.3 kg，导体棒与导轨间的动摩擦因数μ＝0.5.匀强磁场的磁感应强度B＝2 T，方向竖直向下，为了使物体匀速上升，应在导体棒中通入多大的电流？方向如何？

4．如图3－4－30所示，两平行光滑导轨相距为L＝20 cm，金属棒MN的质量为m＝10 g，电阻R＝8 Ω，匀强磁场的磁感应强度B＝0.8 T，方向竖直向下，电源电动势E＝10 V，内阻r＝1 Ω，当开关S闭合时，MN恰好平衡，求变阻器R1的取值为多少？设θ＝45°，g取10 m/s2.

答案
1：棒匀速动动，有：BI1l＝μ mg①
棒匀加速运动时，有：BI2l－μ mg＝ma②
联立①、②解得B＝＝1.2 T.
答案：1.2 T

2解析：支持力为0时导线的受力如图所示，
由平衡条件得：
F安＝＝ N＝0.8 N
由F安＝BIL得
B＝＝T＝2 T
由B＝0.4t得t＝＝s＝5 s.
答案：5 s

3.解析：为了使物体匀速上升，导体棒所受安培力方向应向左，由左手定则可知，导体棒中的电流方向应为a→b.
由平衡条件得：BIL＝Mg＋μmg
解得：I＝＝2 A
答案：2 A　方向a→b

4.解析：MN受力分析如图所示，因MN平衡，所以有mgsin θ＝BILcos θ①
由闭合电路欧姆定律得I＝②
由①②并代入数据得：R1＝7 Ω.
答案：7 Ω
5．一个质量为m，电荷量为q的带电粒子从x轴上的P(a，0)点以速度v，沿与x正方向成60º的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴的S点射出第一象限。求磁感应强度B和射出点S的坐标。

6.圆形区域内存在垂直纸面的半径为R的匀强磁场，磁感强度为B，现有一电量为q、质量为m的正离子从a点沿圆形区域的直径射入，设正离子射出磁场区域的方向与入射方向的夹角为600，求此离子在磁场区域内飞行的时间、射入速度、圆周运动半径、射出点位置