左手定则的具体使用
2023-08-05 12:56
最近刚学左手定则,觉得很模糊,用不到实际的题目中去。希望可以帮我巩固一下。 如两根平行的通电直导线,会怎么动。 请再出几道关于左手定则的题,并附详细的答案。 非常的谢谢!!!!
相互排斥,如果你记住同向电流排斥,异向电流吸引做这题会很快,不需要左手定则。伸开左手,让磁感线穿入手心(手心对准N极,手背对准S极), 四指指向电流方向 ,那么大拇指的方向就是导体受力方向。
伸开右手,使大拇指跟其余四个手指垂直并且都跟手掌在一个平面内,把右手放入磁场中,让磁感线垂直穿入手心,大拇指指向导体运动方向,则其余四指指向感应电流的方向。
伸开左手,让磁感线穿入手心(手心对准N极,手背对准S极), 四指指向电流方向 ,那么大拇指的方向就是导体受力方向。
习题精选 一、选择题 1.下列说法正确的是( ) A.磁场中某处磁感强度的大小,等于长为L,通以电流I的一小段导线放在该处时所受磁场力F与乘积IL的比值. B.一小段通电导线放在某处如不受磁场力作用,则该处的磁感应强度为零. C.因为B=F/IL,所以磁场中某处磁感应强度的大小与放在该处的导线所受磁场力F的大小成正比,与IL的大小成反比. D.磁场中某处磁感应强度的大小与放在磁场中的通电导线长度、电流大小及所受磁场力的大小均无关. 2.两条导线AB和CD互相垂直,如图所示,其中的AB固定,CD可自由活动,两者相隔一小段距离,当两条导线分别通以图示方向的电流时,垂直纸面向里看导线CD将( ) A.顺时针方向转动,同时靠近AB. B.逆时针方向转动,同时靠近AB. C.顺时外方向转动,同时远离AB. D.逆时针方向转动,同时远离AB. 3.如图所示通电闭合线框abc处在匀强磁场中,它受到磁场力的合力: A.方向垂直于ab斜向上. B.方向垂直于ac斜向上. C.方向垂直于bc向下. D.为零. 4.相互绝缘的直导线和环形导线,通以如图所示的电流 和 ,若环形导线固定不动,则直导线将: A.向左移动. B.顺时针移动. C.向右移动. D.逆时针移动. 5.如图所示,一根有质量的金属棒MN,两端用细软导线连接后悬挂于a、b两点.棒的中部处于方向垂直纸面向里的句强磁场中,棒中通有电流,方向从M流向N,此时是线上有拉力.为了使拉力等于零,可以: A.适当减小孩感应强度. B.使磁场反向. C.适当增大电流强度. D.使电流反向. 6.水平桌面上放条形磁铁,磁铁正中上方吊着导线与磁铁垂直,导线中通入向纸内的电流,如图所示,产生的情况是: A.悬线上的拉力没有变化; B.悬线上的拉力变大; C.悬线上的拉力变小; D.条形磁铁对桌面压力变小. 7.固定直导线c垂直纸面,可动导线ab通以如图所示方向的电流,用测力计悬挂在导线c的上方.若导线c中通以垂直于纸面指向纸外的电流时,以下判断正确的是: A.导线b端转向纸外,同时测力计读数减小. B.导线a端转向纸外,同时测力计读数减小. C.导线b端转向纸外,同时测力计读数增大; D.导线a端转向纸外,同时测力计读数增大. 8.如图所示O为圆心, 与 是同心弧形闭合电路,通有图示电流,在O处垂直纸面放置一条长直导线,导线中电流方向由里向外,则abcd回路( ). A.将向左移动. B.ab边向外,cd边向内转动. C.将向右移动. D.在纸面内以O点为轴转动. 9.如图所示,A、B、C为在同一平面内的三根平行的直导线,A、B固定并通有同方向相同大小的恒定电流,C中通有与A、B相反方向的电流时,则C导线将: A.向A靠近; B.向B靠近; C.在A、B中线 位置上. D.将停在中线 位置上. 10.载流导线 、 处在同一平面内, 是固定的, 可绕垂直纸面的固定转轴中点O转动,各自的电流方向如图所示,将会发生下列哪种情况: A.因不受磁场力作用,故 不动; B.因 上、下两部分所受的磁场力与轴O的力矩相平衡,故 不动; C. 绕轴O按顺时针方向转动; D. 绕轴O按逆时针方向转动. 11.如图所示,一位于 平面内的矩形通电线圈只能绕 轴转动,线圈的四个边分别与 、 轴平行,线圈中电流方向如图.当空间加上如下所述的磁场时,线圈会转动起来. A.方向沿 轴的恒定磁场; B.方向沿 轴的恒定磁场; C.方向沿 轴的恒定磁场; D.方向沿 轴的变化磁场. 12.如图所示,在同一匀强磁场中,有四个单匝闭合线圈,它们所围的面积相等,线圈所在平面与磁场在同一平面内,线圈通以相同的电流,下列结论正确的是: A.在图示位置各线圈对于AB轴的磁力矩的大小和方向相同; B.从图示位置转过 后,各线圈对于AB轴的磁力矩的大小和方向相同; C.图(2)所示的线圈,在转运过程中DC边所受磁场力的大小和方向不发生变化; D.图(2)所示的线圈,在转动过程中对于AB轴的磁力矩的大小不发生变化. 13.如图所示,用一根导线做成一直角三角形框架 ,固定于匀强磁场中,磁场方向垂直于框架平面,在 间加一电压,则: A. 与 所受磁场力大小相等; B. 与 所受磁场力方向相同; C. 所受磁场力大于 所受磁场力; D.无法判定. 14.如图中A为电磁铁,C为胶木秤盘,A和C(包括支架)的总质量为M,B为铁片,质量为 ,整个装置用轻绳悬挂于O点.当电磁铁通电,铁片被吸引上升的过程中,轻绳上拉力F的大小为: A. . B. . C. . D. . 15.在匀强磁场B的区域中有一光滑斜面体,在斜面体上放置一根长为L,质量为 的导线,当通以如图(甲)所示方向的电流后,导线恰能保持静止,则磁感应强度B满足: A. ,方向垂直斜面向上; B. ,方向垂直斜面向下; C. ,方向垂直向下; D. ,方向水平向左. 二、计算题 1.如图所示,在光滑水平桌面上,有两根弯成直角的相同金属棒,它们的一端均可绕固定动轴O自由转动,另一端 互相接触,组成一个正方形线框,正方形每边长度为 .匀强磁场的方向垂直桌面向下,磁感应强度为B,当线框中通以图示方向的电流时,两金属棒在 点的相互作用力为 ,则此时线框中的电流为多大?(不计电流产生的磁场). 2.如图所示,一细导体杆弯成四个拐角均为直角的平面折线,其 、 段长度均为 , 段长度为 .弯杆位于竖直平面内, 、 段由轴承支撑沿水平放置.整个弯杆置于匀强磁场中,磁场方向竖直向上,磁感应强度为 ,今在导体杆中沿 通以大小为I的电流,求此时导体杆受到的安培力对 轴的力矩大小. 3.地磁场水平分量 为 T ,一根平行于地面东西放置的通电导线,每单位长度质量 为 kg/m,欲使导线在地磁场中平衡,需沿什么方向通以多少安培的电流( 取10m/s )? 4.如图所示,质量为 ,长为L的均匀金属棒MN,通过两根细金属丝悬挂在绝缘架PQ上,PQ和已充电压U,电容为C的电容器和开关K相连,整个装置处于磁感应强度为B、方向竖直向上的匀强磁场中,先接通K,当电容器在很短的时间内放电结束时,立即断开电键K,则金属棒MN能摆起的最大高度为多大? 5.如图(甲)所示,质量 、电阻不计的金属杆 放在宽为l,倾角为 的导轨上,导轨电阻也不计,其上端接电动势为 、内阻为零的直流电源和可变电阻R.磁感应强度B的匀强磁场竖直向上穿过导轨平面.金属杆 与导轨间的最大静摩擦力为 .欲使 棒静止在导轨上不动,求可变电阻R的取值范围. 6.如图所示,金属棒MN质量 kg,放在宽度为 m的两根光滑的平行金属导轨最右端上.导轨处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度 T,电容器的电容 F,电源电势 V,导轨平面离地高为 m.单刀双掷开关K先处于1的位置,然后掷向2的位置,金属棒因安培力作用被水平抛出,落到距轨道末端水平距离 m.设在金属棒通电的极短时间内电流强度不变,取 取10m/s ,求电容器放电后的电压多大? 7.如图所示,有一根均匀的导体,长为L,质量为 ,电阻为 ,处于磁感应强度为B的匀强磁场中.它由两根相同的轻弹簧悬挂在水平位置.这时每根弹簧伸长量为 ,闭合电键K后,弹簧伸长量 为多大?并讨论其伸长或压缩情况.设电源电动势为 ,内阻不计,两弹簧总电阻为 . 8.如图甲所示,电源电动势3V,内阻不计,导体棒质量60g,长1m,电阻 ,匀强磁场竖直向上, T,当开关K闭合后,棒从固定的光滑绝缘环的底端上滑至某一位置静止,试求在此位置上棒对每一只环压力为多少?若已知绝缘环半径 m,此位置与环底高度差是多少? 三、作图题 1、垂直放在磁场里的通电直导线如图所示,并已标明电流,磁感应强度和安培力这三个物理量中两个物理量的方向,试在图中标出第三个物理量的方向. 2、画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向. 答案: 一、1.D. 2.B. 3.D.由力物三角形相似,安培力的合力为零. 4.C.由安培定则判定出 的磁场方向,由左手定则判定出 受力方向向右,则直导线将向右移动. 5.C.对通电金属棒MN用左手定则分析,其受安培力方向向上,设绳对棒的拉力为T,则对律受平衡力有: 为使T等于零,可以适当增大电流强度.其余A、B、D方法不行. 6.BD.对通电直导线用左手定则分析,其受条形磁铁的磁场力作用方向竖直向下, 由中顿第三定律,可知磁场受通电导线的磁场力方向向上,则条形磁铁对桌面压力变小.对通电直导线,悬线上的拉力变大. 7.D.对导线C由安培定则可知,其磁感线对ab导线的a端是外向下,对b端是斜向上,则由左手定则判定a端向外转,b端向里转,同时ab受向下方向的磁场力使测力计读数增大. 8.B.由安培定则可知直线电流I在 处的磁感线与导线回路 、 平行,两弧形边不受安培力, 边受安培力向外, 边受安培力朝里,使回路转动. 9.C.由同方向电流相互吸引,异方向电流相互排斥,C受A、B的作用使它在A、B中线 左右摆动. 10.D. 处在 的非匀强磁场中,因 上、下两部分所受的磁场力与轴O的力矩不平衡,且逆时针力矩大于顺时针力矩,故 将绕轴O按逆时针方向转动. 11.B.因线圈只能绕 轴转动,由左手定则判定,只有沿 轴方向加磁场时,才会转动起来. 12.ABC.由磁力矩公式 ,依题意判定A、B正确.对(2)图,线圈在转运过程中,DC边始终与磁感线平行,磁场力恒为零,AD、BC边受的磁力矩大小发生变化,则C对D错. 13.BC.因 与 两段导线电阻不同,加相同的电压时电流不同, 段电流大些,故有 与 所受磁场力方向相同而 所受磁场力大于 所受磁场力. 14.D.将AC看作一个系统,当均静止时,轻绳的拉力 ,B上升过程有向上的加速度,则 . 15.BCD.导线受平衡力,可能有甲、乙、丙情况. 对甲:磁场方向水平向左, 对乙:磁场方向竖直向下, 对丙:磁场方向垂直斜面向下, . 二、1.解:根据 ,依题意有: 此线框中电流: 2.解:根据力矩定义 有: 3.解:地面上地磁场水平分量方向是由南到北,依题意放入通电导线中电流方向为由西向东, (A) 4.解:在K接通时,电容器放电,在短暂 时间内,有较强电流I通过导线,使导线受水平安培力作用冲量获得一定的动量,而以一定动能向上运动. 由动量定理: 导线MN以 向上运动,此时电键K已断开,导线上升过程中只克服重力做功;, 又因为在放电 时间内流过导线的电量,即为电容器所带电量,则: 5.解: 棒受力分析如图(乙) R取最大值时, 棒受向上的静摩擦力最大为 :, 欲使 棒静止在导轨上不动,R的取值范围是: 6.解:K接1时,电源对电容器充电,充电后的电容器带电量 K接2时,电容器放电,设通过MN的瞬时电流为I(方向由N到M),则此电流受磁场力 .若MN上通电时间为 ,MN抛出时速度为 ,由动量定理有: 即: MN离水平导轨做平抛运动,满足: 则通过MN的电量: 电容器放电后剩余电量: 故放电容器放电后的电压: 7.解:闭合电键K前,棒受力平衡:( 为弹簧倔强系数) 闭合电键K后,棒再受力平衡: 弹簧伸长量: 讨论: ①当 时, ,弹簧伸长. ②当 时, ,弹簧无变形. ③当 时, ,弹簧压缩. 8.解: 棒受安培力: 棒的重力: 对整根棒受力分析,由棒平衡知,两环受支持力的总和为: 据牛顿第三定律,棒对第一只环的压力为 牛顿对环的压力与重力间的夹角为 (见图示乙) 因为此位置跟环心连线与竖直方向夹角也为 (如图示丙)所以: 三、1. 2.图好像没发上来啊,你先做吧
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左手定则是用来判断通电导线在磁场中受力方向的 伸平左手大姆指与其余四指垂直 让磁感线指向手心 四指指向电流方向 那么大姆指为通电导线的受力方向 口决“左力右电”左手判断力,右手判断电.注意“力,电”书写时最后一划向哪个方向?明白?嘿嘿
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