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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

15.如图所示,竖直平面内有足够长、不计电阻的两组平行光滑金属导轨,宽度均为L,上方连接一个阻值为R的定值电阻,虚线下方的区域内存在磁感应强度为B的匀强磁场。两根完全相同的金属杆1和2靠在导轨上,金属杆长度与导轨宽度相等且与导轨接触良好、电阻均为r、质量均为m;将金属杆l固定在磁场的上边缘,且仍在磁场内,金属杆2从磁场边界上方h0处由静止释放,进入磁场后恰好做匀速运动。现将金属杆2从离开磁场边界h(h< ho)处由静止释放,在金属杆2进入磁场的同时,由静止释放金属杆1,下列说法正确的是(    )

A两金属杆向下运动时,流过电阻R的电流方向为a→b

B回路中感应电动势的最大值为

C磁场中金属杆l与金属杆2所受的安培力大小、方向均不相同

D金属杆l与2的速度之差为

正确答案

B

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通电直导线在磁场中受到的力法拉第电磁感应定律右手定则
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题型:简答题
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简答题 · 10 分

14.如图为两相互平行且倾斜放置的导轨,导轨平面的倾角为30°,导轨表面光滑,导轨间的距离L=1 m,导轨下端接有电阻R=0.8Ω,导轨电阻不计.匀强磁场的方向垂直于导轨平面,磁感应强度B=1T,质量m=0.5 kg.电阻r=0.2Ω的金属棒ab垂直置于导轨上.现用沿轨道平面向上且垂直于金属棒的力,使金属棒ab沿斜面向上运动,金属棒先以2m/s2的加速度做匀加速运动,当ab棒滑行1 m后速度保持不变,g取10 m/s2

求:

(1)金属棒匀速运动时的拉力F的大小;

(2)拉力F的最大功率;

(3)金属棒开始运动后前3 s内通过电阻R的电量.

正确答案

(1)4.5N;

(2)11W;

(3)5C

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通电直导线在磁场中受到的力法拉第电磁感应定律
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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

17.如图所示,水平面内有一平行金属导轨,导轨光滑且电阻不计,阻值为R的导体棒垂直于导轨放置,且与导轨接触良好。导轨所在空间存在匀强磁场,匀强磁场与导轨平面垂直。t=0时,将开关S由1掷向2,分别用q、i、v和a表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度大小和加速度大小,则下列的图象中正确的是(    )

A

B

C

D

正确答案

D

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通电直导线在磁场中受到的力
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题型: 单选题
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单选题 · 3 分

1.一根长0.2m、通有2.0A电流的通电直导线,放在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中,受到的安培力大小不可能是(     )

A0

B0.1N

C0.2N

D0.4N

正确答案

D

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通电直导线在磁场中受到的力
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题型:简答题
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简答题 · 17 分

14.如图甲所示,两根足够长的光滑金属导轨ab、cd 与水平面成=30固定,导轨间距离为=1 m,电阻不计。一个阻值为R0的定值电阻与电阻箱并联接在两金属导轨的上端。整个系统置于匀强磁场中,磁感应强度方向与导轨所在平面垂直,磁感应强度大小为B=lT。现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示位置由静止开始释放。金属棒下滑过程中与导轨接触良好。改变电阻箱的阻值R,测定金属棒的最大速度,得到的关系如图乙所示。取g= 10。求:

(1)金属棒的质量m和定值电阻R0的阻值;

(2)当电阻箱R取2,且金属棒的加速度为g时,金属棒的速度。

正确答案

(1)金属棒以速度vm下滑时,根据法拉第电磁感应定律有:E=Blvm

由闭合电路欧姆定律有:E=I

当金属棒以最大速度vm下滑时,

根据平衡条件有:BIl=mgsinθ 由

图象可知: ,

解得:m=0.2kg,R0=2Ω
    (2)设此时金属棒下滑的速度为v,

根据法拉第电磁感应定律有:E/=I/当金属棒下滑的加速度为时,

根据牛顿第二定律有:mgsinθ-BI′l=ma

联立解得:v=0.5m/s

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牛顿第二定律通电直导线在磁场中受到的力法拉第电磁感应定律
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题型:简答题
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简答题 · 16 分

22.如图所示,MN、PQ为竖直放置的两根足够长平行光滑导轨,相距为d=0.5m,M、P之间连一个R=1.5Ω的电阻,导轨间有一根质量为m=0.2kg,电阻为r=0.5Ω的导体棒EF,导体棒EF可以沿着导轨自由滑动,滑动过程中始终保持水平且跟两根导轨接触良好。整个装置的下半部分处于水平方向且与导轨平面垂直的匀强磁场中,磁感应强度为B=2T。取重力加速度g=10m/s2,导轨电阻不计。

            

(1)若导体棒EF从磁场上方某处沿导轨下滑,进入匀强磁场时速度为v=2m/s,

a.求此时通过电阻R的电流大小和方向

b.求此时导体棒EF的加速度大小

(2) 若导体棒EF从磁场上方某处由静止沿导轨自由下滑,进入匀强磁场后恰好做匀速直线运动,求导体棒EF开始下滑时离磁场的距离。

正确答案

(1)a.电动势:E=Bdv

由闭合电路欧姆定律:I=E/(R+r)  I= Bdv/(R+r)   I=1A

方向:由P指向M

b.导体棒所受安培力:F=BId

由牛顿第二定律:mg-F=ma

a=(mg-BId)/m      a=5m/s2

(2)由于匀速:mg=BId

I=E/(R+r)

E=Bdv

v=mg(R+r)/B2d2    v=4m/s

由自由落体公式:v2=2gh

h=v2/2g=0.8m

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牛顿第二定律通电直导线在磁场中受到的力法拉第电磁感应定律
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题型: 多选题
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多选题 · 4 分

11.如图两根光滑金属导轨平行放置,导轨所在平面与水平面间的夹角为θ。质量为m、长为L的金属杆ab垂直导轨放置,整个装置处于垂直AB方向的匀强磁场中。当金属杆ab中通有从A到B的恒定电流I时,金属杆ab保持静止。则磁感应强度方向和大小可能为(      )

A竖直向上,mgtanθ/IL

B竖直向下,mgtanθ/IL

C水平向右,mg /IL

D垂直导轨向上,mg sinθ/IL

正确答案

A,D

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共点力平衡的条件及其应用通电直导线在磁场中受到的力
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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

2.在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极B,沿边缘内壁放一个圆环形电极A,把A、B分别与电源的两极相连,然后在玻璃皿中放入导电液体。现把玻璃皿放在如图所示的磁场中,液体就会旋转起来。若从上向下看,下列判断正确的是(     )

AA接电源正极,B接电源负极,液体顺时针旋转

BA接电源负极,B接电源正极,液体顺时针旋转

CA、B与50 Hz的交流电源相接,液体持续旋转

D仅磁场N、S极互换后,重做该实验发现液体旋转方向不变

正确答案

A

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通电直导线在磁场中受到的力
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题型:简答题
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简答题 · 7 分

19.如图所示,两平行金属导轨间的距离L=0.40m,金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37º,在导轨所在平面内,分布着磁感应强度B=0.50T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.50Ω的直流电源。现把一个质量m=0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上,导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直、且接触良好,导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.5Ω,金属导轨电阻不计,g取10m/s2。已知sin37º=0.60,cos37º=0.80.

求:

(1)通过导体棒的电流;

(2)导体棒受到的安培力大小;

(3)导体棒受到的摩擦力。

正确答案

解:(1)导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路

根据闭合电路欧姆定律有:I==1.5A

(2)导体棒受到的安培力:F=BIL=0.30N

(3)导体棒所受重力沿斜面向下的分力F1= mg sin37º=0.24N

由于F1小于安培力,故导体棒受沿斜面向下的摩擦力f

根据共点力平衡条件   mg sin37º+f=F

解得:f=0.06N

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通电直导线在磁场中受到的力
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题型:简答题
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简答题 · 14 分

22.如图丁所示为一电流表的原理示意图.质量为m的均质细金属棒MN的中点处通过一挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连,绝缘弹簧劲度系数为k.在矩形区域abcd内有匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外.与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数,MN的长度大于.当MN中没有电流通过且处于平衡状态时,MN与矩形区域的cd边重合;当MN中有电流通过时,指针示数可表示电流强度。(不计通电时电流产生的磁场的作用)

(图丁)

(1)当电流表示数为零时,弹簧伸长多少?(重力加速度为g)

(2)若要电流表正常工作,MN的哪一端应与电源正极相接?

(3)若k=2.0 N/m,=0.20 m,=0.050 m,B=0.20 T,此电流表的量程是多少?

正确答案

(1)设当电流表示数为零时,弹簧的伸长量为Δx,

则有mg=kΔx     ①

由①式得:Δx=.      ②

(2)为使电流表正常工作,作用于通有电流的金属棒MN的安培力必须向下,

因此M端应接正极.

(3)设电流表满偏时通过MN间电流强度为Im,

则有BIm+mg=k(+Δx)                    ③

联立②③并代入数据得Im=2.5 A.    ④

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通电直导线在磁场中受到的力
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