较大,导线产生较强的磁场,对另一导线产生较大的安培斥力,即fa<fb,故B错、D对.答案 D
9.质量为m,长度为L的导体棒MN静止于水平导轨上。通过MN的电流为I,匀强磁场的磁感应强度为B,方向与导轨平面成θ角斜向下,如图所示。求棒MN所受的支持力和摩擦力。
解析:画出情境平面图如右图所示
水平方向:f=Fsinθ=ILBsinθ
竖直方向:N=ILBcosθ+mg。
答案:ILBcosθ+mg ILBsinθ
10.如图所示,挂在天平底部的矩形线圈abcd的一部分悬在匀强磁场中,当给矩形线圈通入如图所示的电流I时,调节两盘中的砝码,使天平平衡.然后使电流I反向,这时要在天平的左盘上加质量为2×10-2 kg的砝码,才能使天平重新平衡.求磁场对bc边作用力的大小.若已知矩形线圈共10匝,通入的电流I=0.1 A,bc边长度为10 cm,求该磁场的磁感应强度.(g取10 m/s2)
解析 根据F=BIL可知,电流反向前后,磁场对bc边的作用力大小相等,设为F,但由左手定则可知它们的方向是相反的.电流反向前,磁场对bc边的作用力向上,电流反向后,磁场对bc边的作用力向下.因而有2F=2×10-2×10 N=0.2 N,所以F=0.1 N,即磁场对bc边的作用力大小是0.1 N.因为磁场对电流的作用力F=NBIL,故B== T=1 T.答案 0.1 N 1 T
11.质量为m=0.02 kg的通电细杆ab置于倾角为θ=37°的平行放置的导轨上,导轨的宽度d=0.2 m,杆ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.4,磁感应强度B=2 T的匀强磁场与导轨平面垂直且方向向下,如图6所示。现调节滑动变阻器的触头,试求出为使杆ab静止不动,通过ab杆的电流范围为多少?
解析:杆ab中的电流为a到b,所受的安培力方向平行于导轨向上。当电流较大时,导体有向上的运动趋势,所受静摩擦力向下,当静摩擦力达到最大时,磁场力最大值为F1,此时通过ab的电流最大为Imax;同理,当电流最小时,应该是导体受向上的最大静摩擦力,此时的安培力为F2,电流为Imin。
正确地画出两种情况下的受力图如图所示,