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磁场对通电导线的作用：安培力、左手定则
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有一长为l=0.50m、质量10g的通电导线cd，由两根绝缘细线水平悬挂在匀强磁场中的z轴上，如图所示．z轴垂直纸面向外，g=10m/s2．求：（1）当磁感应强度B1=1.0T，方向与x轴负方向相
网友投稿 2023-04-06 00:00:00 零零社区
◎ 题目
有一长为l=0.50m、质量10g的通电导线cd，由两根绝缘细线水平悬挂在匀强磁场中的z轴上，如图所示． z轴垂直纸面向外，g=10m/s
2
．
求：（1）当磁感应强度B
1
=1.0T，方向与x 轴负方向相同时，要使悬线中张力为零，cd中的电流I
1
的大小和方向？
（2）当cd中通入方向由c到d的I
2
=0.40A的电流，这时磁感应强度B
2
=1.0T，方向与x轴正向相同，当cd静止时悬线中的张力是多大？
（3）当cd 通入方向由c到d的I
3
=0.10A的电流，若磁场方向垂直z轴，且与y轴负方向夹角为30°，与x轴正向夹角为60°，磁感应强度B
3
=2.0T，则导线cd静止时悬线中的张力又是多大？
◎ 答案
（1）要使悬线的张力为零，导线cd受到的磁场力必须与重力平衡，有F
1
=B
1
I
1
l，
所以
I
1
=
mg
l
B
1
=
0.01×10
0.50×1.0
=0.20
（A），
由左手定则可判定cd中的电流方向由c到d．
（2）根据题意，由左手定则可判定此时cd受到竖直向下的磁场力．
当cd静止时，有mg+B
2
I
2
l=2T，
所以
T=
mg+
B
2
I
2
l
2
=
0.01×10+0.40×0.50×1.0
2
=0.15
（N）
（3）根据题意，作出导线cd中点的受力如图所示．
这时cd受到的安培力大小为F
3
=B
3
I
3
l，
所以F
3
=0.10×0.50×2.0=0.10（N）=mg，
又因F
3
与B
3
垂直，因此F
合
与mg的夹角为30°．
所以T
合
=2T'=F
合
=2mgcos30°T'=mgcos30°=0.09（N）
此时每根悬线中的张力，其方向与y轴负方向的夹角为30°，
即导线cd受安培力作用后使悬线向x轴负方向偏转30°角．
答：（1）当磁感应强度B
1
=1.0T，方向与x 轴负方向相同时，要使悬线中张力为零，cd中的电流I
1
的大小0.2A和方向由c到d；
（2）当cd中通入方向由c到d的I
2
=0.40A的电流，这时磁感应强度B
2
=1.0T，方向与x轴正向相同，当cd静止时悬线中的张力是0.15N；
（3）当cd 通入方向由c到d的I
3
=0.10A的电流，若磁场方向垂直z轴，且与y轴负方向夹角为30°，与x轴正向夹角为60°，磁感应强度B
3
=2.0T，则导线cd受安培力作用后使悬线向x轴负方向偏转30°角．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“有一长为l=0.50m、质量10g的通电导线cd，由两根绝缘细线水平悬挂在匀强磁场中的z轴上，如图所示．z轴垂直纸面向外，g=10m/s2．求：（1）当磁感应强度B1=1.0T，方向与x轴负方向相…”主要考查了你对 【滑动摩擦力、动摩擦因数】，【力的合成】，【共点力的平衡】，【磁场对通电导线的作用：安培力、左手定则】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202304/436184.html
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