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1、電流表的工作原理·典型例題解析
【例1】 如圖16-29所示,一細導體桿彎成四個拐角均為直角的平面折線,其ab、cd段長度均為l1,其bc段長度為l2,彎桿位于豎直平面內(nèi).Oa、dO′段由軸承支撐沿水平放置.整個彎桿置于勻強磁場中,磁場方向豎直向上,磁感應強度為B.今在導體桿中沿abcd通以大小為I的電流,此時導體桿受到的磁場力對OO′軸的力矩大小等于________.
解析:導體桿在豎直平面內(nèi)通以I的電流時,ab、cd段電流方向磁場方向相同,不受磁場力作用.bc段受磁場力,此力對于OO′軸的力臂為l1.故Fm=BIl2,M=Fm×l1=BIl1l2.
點撥:緊扣基本概念,認
2、真進行受力分析和圖景分析是做好基本題的關(guān)鍵.
【例2】 如圖16-30所示,將U形導軌以傾角θ斜放在勻強磁場中,磁感應強度B方向豎直向上.現(xiàn)將一光滑的金屬棒水平放在導軌上,且已知棒質(zhì)量為m,棒的電阻為R,導軌寬度為L,其電阻忽略不計,為使金屬棒靜止在導軌上,所加電源電動勢大小為多大?
解析:光滑金屬棒在磁場力Fm、重力mg、在導軌的支持力作用下靜止.由平衡條件,得Fm=mgtanθ,F(xiàn)m=BIL,I=E/R
解之,得E=mgRtanθ/BL.
點撥:將復雜的問題分解成幾個簡單的問題,正確把握每個簡單問題遵循的規(guī)律及相互間的銜接點,是解決綜合問題的基本方法之一.
【例3】在傾
3、角θ=30°的斜面上,固定一金屬框,寬L=0.25m,接入電動勢E=12V,內(nèi)阻不計的電池.垂直框面放有一根質(zhì)量m=0.2kg
度B=0.8T,垂直框面向上的勻強磁場中,如圖16-32所示,試問如何調(diào)節(jié)滑動變阻器可使金屬棒靜止在框架上?(設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,框架與棒的電阻不計,g=10m/s2)
點撥:當滑動變阻器R取值較大時,I較小,安培力F較小,金屬棒有下滑趨勢,當滑動變阻器R取值較小時,I較大,安培力F較大,金屬棒有上滑趨勢.
【例4】如圖16-33所示,質(zhì)量為m,長度為l的均勻金屬棒MN,通過兩根細金屬絲懸掛在絕緣架PQ上,PQ又和充電電壓U、電容量為C的電容及
4、開關(guān)S相接,整個裝置處于磁感應強度為B,方向豎直向上的勻強磁場中,先接通S,當電容器在極短的時間內(nèi)放電結(jié)束時,立即斷開S,則金屬棒MN能擺起的最大高度為多大?
點撥:用動量定理和功能關(guān)系解決.h=(BlCU)2/2m2g.
跟蹤反饋
1.畫出圖16-34中甲和乙電流之間的作用力的方向,若乙圖中,AB和CD在同一平面內(nèi),則CD開始時的運動情況是.(垂直紙面向內(nèi)看)
2.在同一平面內(nèi),兩個半徑不同的同心導體圓環(huán)中通以同向電流時
[ ]
A.兩環(huán)都有向內(nèi)收縮的趨勢
B.兩環(huán)都有向外擴張的趨勢
C.內(nèi)環(huán)有收縮的趨勢,外環(huán)有擴張的趨勢
D.外環(huán)有收縮的趨勢,內(nèi)環(huán)有擴張的趨勢
3.一根長直導線穿過載有恒定電流的金屬圓環(huán)的中心且垂直于環(huán)面,導線和環(huán)中的電流方向如圖16-35所示,則環(huán)受到的磁場力為
[ ]
A.沿環(huán)半徑向外
B.沿環(huán)半徑向內(nèi)
C.水平向左
D.等于零
4.如圖16-36所示,條形磁鐵在水平桌面上,在其N極上方放有一根固定的長直通電導線,導線與磁鐵垂直,則
[ ]
A.磁鐵對桌面的壓力減少
B.磁鐵不受桌面的摩擦力作用
C.磁鐵對桌面的壓力增大
D.磁鐵受到向左的摩擦力作用
參考答案
1.排斥,順時針轉(zhuǎn)動 2.D 3.D 4. C