如图所示,用三条长度相同的轻绳悬挂的水平圆形线圈共有n匝,线圈由粗细均匀、单位长度质量为ρ的导线绕制而成,稳定时线圈平面水平,轻绳与线圈的连接点将线圈三等分,在线圈正下方放有一根圆柱形磁铁,磁铁的中轴线OO′垂直于线圈平面且通过其圆心O,测得线圈所在处磁感应强度大小为B,方向与竖直线成30°角,圆形线圈半径为R,轻绳长度为2R,重力加速度为g。
(1)若线圈中没有电流,求轻绳中的拉力;
(2)要使三条轻绳中的拉力为零,求线圈中通过的电流。
(1)若线圈中没有电流,求轻绳中的拉力;
(2)要使三条轻绳中的拉力为零,求线圈中通过的电流。
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更新时间:2021-02-21 20:02:03
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【知识点】 安培力的计算式及简单应用
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较难
(0.4)
【推荐1】如图所示,宽度
、足够长的平行导轨固定于绝缘水平面上,左端接有一个电动势
、内阻
的电源,右端接有一个降压限流器件(当电路电流大于或等于
时相当于一个可变电阻而保持电流恒为
,电流小于
时相当于电阻为0的导线)和一个
的定值电阻,其他电阻不计,
是分界线且与左右两端足够远,导轨间有垂直导轨平面向上的匀强磁场,磁场的磁感应强度大小
,导轨在P、Q点各有一个断路小缺口,不计电阻的金属杆
从距
足够远处由静止释放,在
的左侧,金属杆与导轨间的动摩擦因数
。在
的右侧,金属杆与导轨间的摩擦可忽略不计。已知金属杆到达
之前已经在做匀速运动,且速度大小为
,金属杆越过
时,由于有缺口,杆的速度大小立即减为原来的60%,取重力加速度大小
。求:
(1)金属杆
的质量;
(2)金属杆
越过
后运动的距离;
(3)整个过程中,通过降压限流器件上的电荷量。
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(1)金属杆
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(2)金属杆
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(3)整个过程中,通过降压限流器件上的电荷量。
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【推荐2】如右图所示是一个可以用来测量磁感应强度的装置:一长方体绝缘容器内部高为L,厚为d,左右两管等高处装有两根完全相同的开口向上的管子a、b,上、下两端装有电极C(正极)和D(负极)并经开关S与电源连接,容器中注满能导电的液体,液体的密度为ρ;将容器置于一匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里,当开关断开时,竖直管子a、b中的液面高度相同,开关S闭合后,a、b管中液面将出现高度差。若当开关S闭合后,a、b管中液面将出现高度差为h,电路中电流表的读数为I,求磁感应强度B的大小。
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【推荐3】舰载机电磁弹射是现在航母最先进的弹射技术,我国在这一领域已达到世界先进水平。某兴趣小组开展电磁弹射系统的设计研究,如图所示,用于推动模型飞机的动子(图中未画出)与线圈绝缘并固定在一起,线圈带动动子,可在水平导轨上滑动。线圈始终位于导轨间的辐向磁场中,其所经过位置的磁感应强度大小均为
。开关S与1接通,恒流源与线圈连接,动子从静止开始推动飞机匀加速直线运动,经过
的时间,飞机达到起飞速度并与动子脱离;此时S掷向2,使定值电阻
与线圈连接,同时再对动子施加合适的外力F(未知),使动子开始做匀减速直线运动,又经过
的时间,动子的速度减为0。已知恒流源接通时通过它的电流会保持
不变,线圈匝数
匝,每匝周长
,飞机的质量
,动子和线圈的总质量
,线圈总电阻
,定值电阻
,不计摩擦力和空气阻力,求
(1)飞机的起飞速度大小;
(2)将飞机达到起飞速度时做为0时刻,取动子的运动方向为正方向,通过计算得出动子减速过程所施加的外力F随时间t变化的关系式;
(3)动子减速过程通过电阻
的电荷量。
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(1)飞机的起飞速度大小;
(2)将飞机达到起飞速度时做为0时刻,取动子的运动方向为正方向,通过计算得出动子减速过程所施加的外力F随时间t变化的关系式;
(3)动子减速过程通过电阻
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