地球是個大磁體,在赤道上,地磁場可以看成是沿南北方向的勻強磁場。如果赤道某處的磁感應強度大小為0.5×10-4T,在赤道上有一根東西方向的直導線,長為20m,通有從東到西30A的電流,則求:
(1)地磁場對這根導線的作用力有多大?方向如何?
(2)通電直導線如果南北方向放置,則地磁場對這根導線的作用力有多大?

(1)0.03N;豎直向下,(2)0。   

解析試題分析:(1)赤道處的磁感應強度由南向北,當電流從東到西時B與I垂直,則安培力大小為:F=BIL=0.5×10-4×30×20=0.03N,由左手定則可知安培力方向指向豎直向下。
(2)通電直導線如果南北方向放置時,電流與磁場平行,則地磁場對這根導線的作用力為0。
考點: 本題考查磁場方向及安培力大小、方向的確定。

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(22分)如圖所示,在兩塊水平金屬極板間加有電壓U構成偏轉電場,一束比荷為帶正電的粒子流(重力不計),以速度vo =104m/s沿水平方向從金屬極板正中間射入兩板。粒子經(jīng)電場偏轉后進入一具有理想邊界的半圓形變化磁場區(qū)域,O為圓心,區(qū)域直徑AB長度為L=1m,AB與水平方向成45°角。區(qū)域內(nèi)有按如圖所示規(guī)律作周期性變化的磁場,已知B0="0." 5T,磁場方向以垂直于紙面向外為正。粒子經(jīng)偏轉電場后,恰好從下極板邊緣O點與水平方向成45°斜向下射入磁場。求:
(1)兩金屬極板間的電壓U是多大?
(2)若T0 =0.5s,求t=0s時刻射人磁場的帶電粒子在磁場中運動的時間t和離開磁場的位置。
(3)要使所有帶電粒子通過O點后的運動過程中不再從AB兩點間越過,求出磁場的變化周期T0應滿足的條件。

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(9分)如圖所示,勻強磁場寬L=30cm,B=3.34×10-3 T,方向垂直紙面向里,設一質子以v0=1.6×105 m/s的速度垂直于磁場B的方向從小孔C射入磁場,然后打到照相底片上的A點,質子的質量為1.67×10-27 kg;質子的電量為1.6×10-19 C.求:

(1)質子在磁場中運動的軌道半徑r;
(2)A點距入射線方向上的O點的距離H;
(3)質子從C孔射入到A點所需的時間t.(,結果保留1位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(18分)在平面直角坐標系的第一象限內(nèi)存在一有界勻強磁場,該磁場的磁感應強度大小為B=0.1T,方向垂直于xOy平面向里,在坐標原點O處有一正離子放射源,放射出的正離子的比荷都為=1×106C/kg,且速度方向與磁場方向垂直。若各離子間的相互作用和離子的重力都可以忽略不計。
(1)如圖甲所示,若第一象限存在直角三角形AOC的有界磁場,∠OAC=30°,AO邊的長度l=0.3m,正離子從O點沿x軸正方向以某一速度射入,要使離子恰好能從AC邊射出,求離子的速度大小及離子在磁場中運動的時間。
(2)如圖乙所示,若第一象限存在一未知位置的有界勻強磁場,正離子放射源放射出不同速度的離子,所有正離子入射磁場的方向均沿x軸正方向,且最大速度vm=4.0×10 4m/s,為保證所有離子離開磁場的時候,速度方向都沿y軸正方向,試求磁場的最小面積,并在圖乙中畫出它的形狀。

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(16分)在直角坐標系xOy中,第一象限內(nèi)存在沿y軸負方向的有界電場,其中的兩條邊界分別與Ox、Oy重合。在第二象限內(nèi)有垂直紙面向外的有界磁場(圖中未畫出),磁場邊界為矩形,其中的一個邊界與y軸重合,磁感應強度的大小為B。一質量為m,電量為q的正離子,從電場中P點以某初速度沿-x方向開始運動,經(jīng)過坐標(0,L)的Q點時,速度大小為,方向與-y方向成30°,經(jīng)磁場偏轉后能夠返回電場,離子重力不計。求:

(1)正離子在P點的初速度;
(2)矩形磁場在x方向的最小寬度;
(3)離子在磁場中運動的最長時間。

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如圖所示,一電子(電荷量數(shù)值為e,質量為m)以速度垂直射入寬度為d的勻強磁場中,磁場上、下方向范圍無限大,穿出磁場時的速度方向與電子原來入射時的速度方向間的夾角是30°,則勻強磁場的磁感應強度為多大?穿過磁場的時間是多長?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(10分)載流長直導線周圍磁場的磁感應強度大小為B=kI/r,式中常量k>0,I為電流強度,r為距導線的距離。在水平長直導線MN正下方,矩形線圈abcd通以逆時針方向的恒定電流,被兩根等長的輕質絕緣細線靜止地懸掛,如圖所示。開始時MN內(nèi)不通電流,此時兩細線內(nèi)的張力均為T0。當MN通以強度為I1的電流時,兩細線內(nèi)的張力均減小為T1;當MN內(nèi)的電流強度變?yōu)镮2時,兩細線的張力均大于T0

(1)分別指出強度為I1、I2的電流的方向;
(2)求MN分別通以強度為I1和I2電流時,線框受到的安培力F1與F2大小之比;
(3)當MN內(nèi)的電流強度為I3時兩細線恰好斷裂,在此瞬間線圈的加速度大小為a,求I3。

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(16分)1932年,勞倫斯和利文斯設計出了回旋加速器。回旋加速器的工作原理如圖所示,置于高真空中的D形金屬盒半徑為R,兩盒間的狹縫很小,帶電粒子穿過的時間可以忽略不計。磁感應強度為B的勻強磁場與盒面垂直。A處粒子源產(chǎn)生的粒子,質量為m、電荷量為+q ,在加速器中被加速,加速電壓為U。加速過程中不考慮相對論效應和重力作用。

(1)求粒子第2次和第1次經(jīng)過兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比;
(2)求粒子從靜止開始加速到出口處所需的時間t ;
(3)實際使用中,磁感應強度和加速電場頻率都有最大值的限制。若某一加速器磁感應強度和加速電場頻率的最大值分別為Bm、fm,試討論粒子能獲得的最大動能E

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示,一個質量為m,電荷量為q的帶負電的粒子(重力不計),以初速度v由狹縫S1,垂直進入電場強度為E的勻強電場中.
(1)為了使此粒子不改變方向從狹縫S2穿出,則必須在勻強電場區(qū)域加入勻強磁場,求勻強磁場B1的大小和方向.
(2)帶電粒子從S2穿出后垂直邊界進入一個矩形區(qū)域,該區(qū)域存在垂直紙面向里的勻強磁場,粒子運動軌跡如圖所示,若射入點與射出點間的距離為L,求該區(qū)域的磁感應強度B2的大。

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