最新安培力习题(附答案)

高二级物理科（理科）安培力习题训练20151228
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班级：座号：姓名：
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1、如图所示，通电导体棒AC静止于水平导轨上，棒的质量为m长为l，通过的电4
流强度为I，匀强磁场的磁感强度B的方向与导轨平面成θ角，求
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导轨受到AC棒的压力和摩擦力各为多大？
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2、在倾角为α的光滑斜轨上，置有一通有电流I，长为
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L，质量为m的导体棒，如图所示：
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（1）欲使棒静止在斜轨上，所加匀强磁场的磁感强
a
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度B的最小值为多少？方向如何？
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（2）欲使棒静止在斜轨上，且对斜轨无压力，所加匀强磁场B的大小是多少？
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方向如何？
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3、如图，水平放置的光滑的金属导轨M、N，平行地置于匀强磁场中，间距为d，33
磁场的磁感强度大小为B,方向与导轨平面夹为α，金属
棒ab的质量为m，放在导轨上且与导轨垂直。

电源电动
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势为ε，定值电阻为R,其余部分电阻不计。

则当电键调
闭合的瞬间，棒ab的加速度为多大？
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4、如图所示，导体杆ab质量为m，电阻为R，放在与水平面夹角为θ的倾斜金属47
导轨上，导轨间距为d，电阻不计，系统处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，电池内阻不计.问：
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（1）导体光滑时E为多大能使导体杆静止在导轨上？
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（2）若导体杆与导轨间的动摩擦因数为μ，且不通电时导体杆不能静止在导轨上，51
要使杆静止在导轨上，E应为多大？
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5、如图所示，宽为l的金属框架和水平面夹角为α，并处于磁感应强度为B的匀67
强磁场中，磁场方向垂直于框架平面．导体棒ab的质量为m，长度为d置于金属框架68
上时将向下匀加速滑动，导体棒与框架之间的最大静摩擦力为f．为使导体棒静止在69
框架上，将电动势为E，内阻不计的电源接入电路，若框架与导体棒的电阻不计，求70
需要接入的滑动变阻器R的阻值范围．
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高二级物理科（理科）安培力习题训练 参考答案 90
1、解：导体棒AC 受力如图所示，其中安培力大小为F BIL = ① 91
根据平衡条件得，水平方向sin f F F θ= ②
92 竖直方向cos N F F mg θ+= ③
93 由①②③联立，解得棒受到的支持力和摩擦力分别为 94 cos N F mg BIL θ=-；sin f F BIL θ= 95
由牛顿第三定律得，导轨受到AC 棒的压力和摩擦力分别为 96
'cos N N F F mg BIL θ==-；'sin f f F F BIL θ== 97
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2、解：(1)导体棒在光滑斜轨上除受重力和支持力外，还受安培力的作用． 99
为使其静止在斜面上，最小安培力的100
方向应沿斜面向上，导体棒受力如图所示，由左手定则可知，磁场101
方向应垂直于斜面向上 由平衡条件可知：sin BIL mg α=
102 所以磁感强度的最小值为sin mg B IL α= 103
(2)通电导线静止在斜轨上，且对斜面无压力时，只受重力104
和安培力作用，故安培力应竖直向上，所加匀强磁场应水平向105
左，其受力情况如图所示
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由平衡条件得：B IL mg '=
107 所以磁感应强度的大小为：mg B IL '= 108
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3、解：棒受到的安培力大小为F BIL = ① 110
根据牛顿第二定律，得sin F ma α= ② 111
根据闭合电路欧姆定律，得I R ε
= ③
112 联立①②③式，得闭合瞬间棒的加速度为：sin B L a mR εα= 113
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4、解：(1) 从b 向a 看，导体杆受力分析如图所示， 117
由平衡条件得tan F mg θ=安，又F BId =安，E IR =
118 联立以上各式，解得此时电动势为tan mgR E Bd θ= 119
(2)当导轨不光滑时，摩擦力有两种可能： 120
一种可能是E 较小，使F 安较小，导体杆有下滑趋势，摩擦力沿斜面向上，由平衡121
条件有： 122
沿斜面方向：sin cos f mg F F θθ=+安1
123 垂直于斜面方向：cos sin N F mg F θθ=+安1
124
又有f N F F μ=，1F BI d =安，11E I R =
125 联立以上各式，解得1(sin cos )(cos sin )mgR E Bd θμθθμθ-=
+ 126 另一种是E 较大，使F 安较大，导体杆有上滑趋势，摩擦力沿斜面向下，由平衡条127
件得： 128
沿斜面方向：sin cos f mg F F θθ+=安2
129 垂直于斜面方向：cos sin N F mg F θθ=+安 130 又有f N F F μ=，2F BI d =安2，22E I R =
131 联立以上各式，解得2(sin cos )(cos sin )
mgR E Bd θμθθμθ+=- 132 综上所述，电池电动势取值范围是：
(sin cos )(sin cos )(cos sin )(cos sin )mgR mgR E Bd Bd θμθθμθθμθθμθ-+≤≤+- 133 5、解：导体静止在斜面上，导体棒收到的安培力为F BId = ① 134 根据闭合电路欧姆定律，得E I R = ② 135
当R 最小时，导体棒受到的静摩擦力沿斜面向下，达到最大值f ，则由平衡条件，136
得 137
sin F mg f α=+ ③
138 联立以上①②③式，解得min sin BEd R mg f α=
+ ④ 139
当当R 最大时，导体棒受到的静摩擦力沿斜面向上，达到最大值f ，则由平衡条件，140
得 141
sin F mg f α=- ⑤
142 联立①②⑤式，解得max sin BEd R mg f
α=- 143 故需要接入的滑动变阻器R 的阻值范围
sin sin BEd BEd R mg f mg f αα≤≤+- 144。