- 磁场
- 共810题
如图所示，正方形区域MNPQ内有垂直纸面向里的匀强磁场，在外力作用下，一正方形闭合刚性导线框沿QN方向匀速运动，t＝0时刻，其四个顶点M′、N′、P′、Q′恰好在磁场边界中点，下列图象中能反映线框所受安培力f的大小随时间t变化规律的是( )
A
B
C
D
正确答案
解析
第一段时间从初位置到M′N′离开磁场，图甲表示该过程的任意一个位置，切割磁感线的有效长度为M1A与N1B之和，即为M1M′长度的2倍，此时电动势E＝2Bvtv，线框受的安培力
知识点
12.如图，在xOy坐标的原点处放置一根与坐标平面垂直的通电直导线，电流方向指向纸内，此坐标范围内还存在一个平行于xOy平面的匀强磁场。已知在以直导线为圆心的圆周上的a、b、c、d四点中，a点的磁感应强度
正确答案
解析
用右手螺旋定则判断通电直导线在abcd四个点上所产生的磁场方向，a点有电流产生的向下的磁场，若还有向下的磁场，则电流产生的磁感应强度和原磁感应强度方向相同，叠加和磁场最大。
考查方向
解题思路
该题考察了磁场的叠加问题．用右手定则首先确定通电直导线在abcd四点产生的磁场的方向，利用矢量的叠加分析叠加后磁场大小变化和方向，从而判断各选项。
易错点
磁感应强度既有大小，又有方向，是矢量．它的合成遵循矢量合成的平行四边形法则。
知识点
11.如图所示，足够长的直线ab靠近通电螺线管的一端，且与螺线管垂直。用磁传感器测
A
B
C
D
正确答案
解析
在O处，磁场方向为竖直方向，所以水平分量为零，即答案为C。
考查方向
解题思路
通电螺线管的磁场分布相当于条形磁铁，根据磁感线的疏密程度来确定磁感应强度的大小。
易错点
考查通电螺线管周围磁场的分布，及磁感线的疏密程度来确定磁感应强度的大小
知识点
5．奥斯特深信电和磁有某种联系。为了研究这种联系，有一次他拿一根细铂丝接到电源上，在它的前面放一枚磁针，试图用铂丝来吸引磁针。结果铂丝变灼热，甚至发光了，磁针却纹丝不动。你认为，奥斯特该次实验失败的主要原因可能是（ ）
正确答案
解析
在地球的周围存在沿南北方向的磁场，所以小磁针静止时沿南北方向，若奥斯特实验时，电流的磁场方向也沿南北方向，则小磁针不能发生偏转．所以奥斯特该次实验失败的主要原因可能是由于电流的方向沿东西方向，电流的磁场受到地球的磁场的干扰．
考查方向
解题思路
由于小磁针静止时沿南北方向，若电流的磁场方向也沿南北方向，则不能发现电流的磁场．
易错点
在奥斯特的电流磁效应的实验中，通电后导线附近的小磁针的偏转是由于受到了电流产生的磁场的影响；当电流的方向沿南北方向时实验的效果最明显
知识点
如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ，如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是（ ）
正确答案
解析
以导体棒为研究对象，从M端向N端看，导体棒受重力G、安培力F和绳子拉力T三个共点力而处于平衡状态，三力首尾相连可构成闭合矢量三角形，如图，其中安培力和重力方向始终保持不变，据此可知棒中电流变大，则安培力变大，使得θ角变大，A项正确；两悬线长度变短，θ角不变，B项错误；金属棒质量变大，θ角变小，C项错误；磁感应强度变大，安培力变大，θ角变大，D项错误。
知识点
如图，在磁感应强度为B的匀强磁场中，面积为s的矩形刚性导线框abcd可绕过ad边的固定轴OO′转动，磁场方向与线框平面垂直。在线框中通以电流强度为I的稳恒电流，并使线框与竖直平面成
A
B
C
D
正确答案
解析
根据左手定则，可知通电导线受到的安培力沿竖直方向向上，大小为F＝BILbc，此力到转轴的力臂为Labsin
知识点
有人设计了一种可测速的跑步机，测速原理如图所示，该机底面固定有间距为L、长度为d的平行金属电极，电极间充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，且接有电压表和电阻R.绝缘橡胶带上镀有间距为d的平行细金属条，磁场中始终仅有一根金属条，且与电极接触良好，不计金属电阻，若橡胶带匀速运动时，电压表读数为U，求：
（1）橡胶带匀速运动的速率；
（2）电阻R消耗的电功率；
（3）一根金属条每次经过磁场区域克服安培力做的功。
正确答案
（1）
解析
（1）设电动势为ε，橡胶带运动速率为v
由：ε＝BLv，ε＝U
得：v＝
（2）设电功率为P
P＝
（3）设电流强度为I，安培力为F，克服安培力做的功为W.
由：I ＝
得：W＝
知识点
如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为L，长为3d，导轨平面与水平面的夹角为θ，在导轨的中部刷有一段长为d的薄绝缘涂层。匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直。质量为m的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在滑上涂层之前已经做匀速运动，并一直匀速滑到导轨底端。导体棒始终与导轨垂直，且仅与涂层间有摩擦，接在两导轨间的电阻为R，其他部分的电阻均不计，重力加速度为g。求：
(1)导体棒与涂层间的动摩擦因数μ；
(2)导体棒匀速运动的速度大小v；
(3)整个运动过程中，电阻产生的焦耳热Q。
正确答案
答案：（1）
解析
（1）在绝缘涂层上
受力平衡
解得
（2）在光滑导轨上
感应电动势
安培力
解得
（3）摩擦生热
能量守恒定律
解得
知识点
如图所示，两条平行的光滑金属导轨固定在倾角为θ的绝缘斜面上，导轨上端连接一个定值电阻。导体棒a和b放在导轨上，与导轨垂直开良好接触。斜面上水平虚线PQ以下区域内，存在着垂直穿过斜面向上的匀强磁场。现对a棒施以平行导轨斜向上的拉力，使它沿导轨匀速向上运动，此时放在导轨下端的b棒恰好静止。当a棒运动到磁场的上边界PQ处时，撤去拉力，a棒将继续沿导轨向上运动一小段距离后再向下滑动，此时b棒已滑离导轨。当a棒再次滑回到磁场上边界PQ处时，又恰能沿导轨匀速向下运动。已知a棒、b棒和定值电阻的阻值均为R，b棒的质量为m，重力加速度为g，导轨电阻不计。求
（1）a棒在磁场中沿导轨向上运动的过程中，a棒中的电流强度Ia与定值电阻中的电流强度Ic之比；
（2）a棒质量ma；
（3）a棒在磁场中沿导轨向上运动时所受的拉力F。
正确答案
见解析
解析
（1）
解得：
（2）由于
当
向上匀速运动时，
由以上各式联立解得：
（3）由题可知导体棒
知识点
如图，水平面内有一光滑金属导轨，其MN、PQ边的电阻不计，MP边的电阻阻值R=1.5
(1)若初速度v1=3m/s,求棒在GH处所受的安培力大小FA.
(2)若初速度v2=1.5m/s,求棒向左移动距离2m到达EF所需时间
(3)在棒由GH处向左移动2m到达EF处的过程中，外力做功W=7J，求初速度v3。
正确答案
（1）8N；（2）1s；（3）1m/s
解析
（1）棒在GH处速度为v1，因此
（2）设棒移动距离a，由几何关系EF间距也为a，磁通量变化
题设运动时回路中电流保持不变，即感应电动势不变，有：
因此
解得
（3）设外力做功为W，克服安培力做功为WA，导体棒在EF处的速度为v’3
由动能定理：
克服安培力做功：
式中
联立解得：
由于电流始终不变，有：
因此
代入数值得
解得 
知识点
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