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题型:简答题
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简答题

如图所示,有一匀强磁场,磁感应强度B=1T,有一段长L=0.2m的直导线处于磁场中且垂直磁场方向放置,当导线中通以I=1A的电流时,问:

(1)导线所受安培力的方向与电流方向是垂直还是平行;

(2)导线所受安培力的大小.

正确答案

解析

解:(1)磁场的方向垂直纸面向里,电流的方向水平向右,根据左手定则知,安培力的方向垂直于电流方向向上.

(2)安培力的大小为:F=BIL=1×1×0.2N=0.2N.

答:(1)导线所受安培力的方向与电流方向垂直;

(2)导线所受的安培力大小为0.2N.

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题型: 单选题
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单选题

如图是倾角θ=30°的光滑绝缘斜面在纸面内的截面图.一长为L质量为m的导体棒垂直纸面放在斜面上,现给导体棒通入电流强度为I,并在垂直于导体棒的平面内加匀强磁场,要使导体棒静止在斜面上,已知当地重力加速度为g,则下说法正确的是(  )

A所加磁场方向与x轴正方向的夹角θ的范围应为90°≤θ<240°

B所加磁场方向与x轴正方向的夹角θ的范围应为0°≤θ<150°

C所加磁场的磁感应强度的最小值为

D所加磁场的磁感应强度的最大值为

正确答案

B

解析

解:A、根据共点力平衡知,安培力的方向在垂直斜面向下与竖直向上这两个方向之间,根据左手定则知,所加磁场方向与x轴正方向的夹角θ的范围应为0°≤θ<150°.故A错误,B正确.

C、当安培力的方向与支持力方向垂直时,安培力最小,根据平行四边形定则有:FA=mgsin30°=BIL,则磁感应强度的最小值B=.故C错误.

D、由平行四边形定则知,安培力的最大值大于mg,则磁感应强度的最大值大于.故D错误.

故选:B.

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题型: 单选题
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单选题

在磁场对电流的作用中,有关安培力F、磁感应强度B、电流I之间关系正确的是(  )

A在磁场中某确定位置,B与F成正比,与I、L的乘积成反比

B当电流I或磁感应强度B方向发生改变时,安培力F的方向一定发生改变

C一小段通电直导线放在磁感应强度B为零的位置,那么它受到磁场力F也一定为零

D磁场中某处的B的方向跟电流在该处所受磁场力F的方向相同

正确答案

C

解析

解:A、在磁场中某确定位置,根据比值定义法,可知,B与F、I、L均无关,故A错误.

    B、当电流I或磁感应强度B方向发生改变时,安培力F的方向不一定发生改变,因安培力的方向垂直电流与磁场构成的平面,当电流方向变化时,则安培力可能不变.故B错误.

    C、一小段通电直导线放在磁感应强度B为零的位置,那么它受到磁场力F一定为零,故C正确.

    D、根据左手定则可知,磁场中某处的B的方向跟电流在该处所受磁场力F的方向不同.故D错误.

故选:C.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,两平行光滑金属导轨相距L=10cm,导轨平面与水平面成30°角,导轨上放置一质量为m=0.02kg,电阻R0=0.6Ω的金属棒MN,金属棒所在空间加一竖直向下的匀强磁场,电源的电动势E=3.0V,内阻r=0.4Ω,保护电阻R=2Ω,电键S闭合时,金属棒恰静止在轨道上,取g=10m/s2,求:

(1)通过金属棒的电流I;

(2)所加磁场的磁感应强度B的大小.

正确答案

解析

解:(1)根据闭合电路欧姆定律知

I===1.25A

金属棒受重力mg、支持力N、安培力F的作用,力图如图.根据平衡条件得:

mgsinθ=BILcosθ

则有:B===T

答:(1)通过金属棒的电流为1.25A;

(2)所加磁场的磁感应强度B的大小为T.

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题型:简答题
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简答题

在磁场中某一点,有一根长1cm的通电导线,导线中的电流为5A,这根导线与磁场方向垂直时,所受的安培力为5×10-2N,求

(1)磁感应强度的大小;

(2)若让导线与磁场夹角θ=30°,这点的磁感应强度多大?通电导线受到的安培力多大?

正确答案

解析

解:(1)由安培力大小公式 F=BIL得,

B=

(2)让导线与磁场夹角θ=30°,磁感应强度大小不变.

当夹角θ=30°时

F=BILsinθ=N=2.5×10-2N  

答:(1)磁感应强度大小为1T.(2)磁感应强度大小为1T,安培力大小为2.5×10-2N.

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题型: 单选题
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单选题

在匀强磁场中某处P放一个长度为L=20cm,通电电流I=0.5A的直导线,测得它受到的最大磁场力F=1.0N,其方向竖直向上,现将该通电导线从磁场撤走,则P处磁感强度为(  )

A

B10T,方向竖直向上

C0.1T,方向竖直向上

D10T,方向肯定不沿竖直向上方向

正确答案

D

解析

解:由题意,通电导线放入磁场中所受安培力最大,说明导线与磁场垂直,则有:F=BIL

得:

因磁感应强度B方向与安培力方向是垂直关系.故知B的方向肯定不竖直向上.

磁感应强度是由磁场本身决定的,与是否有电流无关,故将该通电导线从磁场撤走,则P处磁感应强度保持不变.故D正确.

故选:D

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题型: 多选题
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多选题

在甲乙丙三图中,除导体棒可以运动外,其余部分均水平固定,除电路中的电阻R外其余电阻均不计,足够长的轨道与棒间光滑且接触良好,匀强磁场与轨道平面垂直.先让导体棒在轨道上以速度v0匀速运动一定时间后释放,则导体棒在轨道上最终的运动状态是(  )

A甲图中导体棒最终以v0匀速运动

B乙图中导体棒最终以小于v0的速度匀速运动

C丙图中导体棒最终一定以小于v0的速度匀速运动

D丙图中导体棒最终可能以大于v0的速度匀速运动

正确答案

A,D

解析

解:A、甲图中,感应电流使电容器充电,当运动一段时间后,电容器C极板间电压与导体棒产生的感应电动势相等,电路中没有电流,ab棒不受安培力,向右做匀速运动; 则A正确

 B、图乙中,导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流,通过电阻R转化为内能,ab棒速度减小,当ab棒的动能全部转化为内能时,ab棒静止;则B错误

 C、D、图丙中,导体棒先受到向左的安培力作用向右做减速运动,速度减为零后再在安培力作用下向左做加速运动,当导体棒产生的感应电动势与电源的电动势相等时,电路中没有电流,ab棒向左做匀速运动.其速度大小可能大于或小于v0.则C错误,D正确.

故选:AD

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题型:简答题
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简答题

如图所示,用两根细线拴住一根通电直导线,外加一垂直导线的匀强磁场恰能使悬线偏离竖直方向θ角度,已知通电直导线电流大小为I,质量为m,长为l,

(1)在图中作出外加磁场方向的范围.

(2)当外加磁场方向沿______,磁感应强度最小,最小值Bmin=______

(3)当外加磁场方向水平向左时,磁感应强度大小B=______

正确答案

解析

解:(1)因为导体处于平衡状态,故根据共点力平衡可知判断出安培力方向,故根据安培力方向判断出磁场方向

(2)对导体棒受力分析可知外加磁场方向垂直于细线斜向上时最小,为mgsinθ=BminIL

(3)当外加磁场方向水平向左时,由共点力平衡可知mg=BIL

B=

故答案为:(1)如图

(2)磁场方向垂直于细线斜向上,

(3)

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题型: 多选题
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多选题

如图所示,把长为L的导体棒置于垂直纸面向里的匀强磁场中,磁感应强度为B,当导体棒中通以方向向左的恒定电流I时,下面关于通电导体棒在磁场中受到的安培力大小和方向正确的是(  )

A大小为BIL

B大小为

C方向竖直向下

D方向竖直向上

正确答案

A,C

解析

解:根据左手定则可知通电导线中的安培力方向竖直向下,由于此时电流与磁场方向垂直,因此安培力的大小为:F=BIL,故BD错误,AC正确.

故选:AC

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题型:简答题
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简答题

如图所示,质量m=1kg的通电导体棒在安培力作用下静止在倾角为37°、宽度L=1m的光滑绝缘框架上,磁场方向垂直于框架平面向下(磁场仅存在于绝缘框架内).右侧回路中,电源的电动势E=8V、内阻r=1Ω,额定功率为8W、额定电压为4V的电动机M正常工作.取sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度大小g=10m/s2.试求:

(1)电动机当中的电流IM与通过电源的电流I

(2)金属棒受到的安培力大小及磁场的磁感应强度大小.

正确答案

解析

解:(1)电动机的正常工作时,有:PM=UIM

代入数据解得:IM=2A    

通过电源的电流为:I===4A    

(2)导体棒静止在导轨上,由共点力的平衡可知,安培力的大小等于重力沿斜面向下的分力,即:F=mgsin37°=6N

流过电动机的电流I为:I=I-IM=4A-2A=2A

F=BIL 

解得:B=3T

答:(1)电动机当中的电流是2A,通过电源的电流是4A;

(2)金属棒受到的安培力大小是6N,磁场的磁感应强度大小3T.

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题型:简答题
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简答题

(2015秋•天津期末)如图所示,电源电动势E=2V,内电阻r=0.5Ω,竖直平面内的导轨电阻可忽略,金属棒

的质量m=0.1kg,电阻R=0.5Ω,它与导轨间的动摩擦因数µ=0.4,有效长度为L=0.2m.为了使金属棒能够靠在竖直导轨外面静止不动,我们施加一竖直方向的匀强磁场,问磁场方向是向上还是向下?磁感应强度B至少应是多大?设滑动摩擦力等于最大静摩擦力.(重力加速度g=10m/s2

正确答案

解析

解:根据平衡条件知金属棒受向里的安培力,由左手定则知磁场方向竖直向下;                          

安培力:F=BIL

电流强度:

由平衡条件:水平方向有:FN=F

竖直方向:μFN=mg

解得:B===6.25T

答:磁场方向竖直向下,大小为6.25T.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,金属棒MN的质量m=5.0×10-3kg放在宽度为L=1.0m的两根水平放置的相互平行的导电轨道末端,导电轨道距离地面高h=0.8m,并处于竖直向上的磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,另外,图中电源的电动势ε=16V,电容器的电容C=200μF,先将开关K倒向1,当电容器充电结束后将开关倒向2,金属棒突然向右水平运动,已知下落过程中MN沿水平方向运动距离S=8cm,求此时电容器剩余的电压.(g取10m•s-2

正确答案

解析

解:对于金属棒平抛运动的过程,有:

   h=,得 t===0.4s

平抛运动的初速度 v0===0.2m/s

对开关闭合过程,对棒运用动量定理得:

  BIL•△t=mv0

又 q=I△t

解得通过棒的电量 q==C=2×10-3C

电容器原来的电量 Q=Cɛ=2×10-4×16C=3.2×10-3C

则开关闭合后,电容器剩余电量 q′=Q-q=1.2×10-3C

剩余的电压 U==V=6V

答:此时电容器剩余的电压是6 V.

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题型: 单选题
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单选题

在磁感应强度是5.0×10-2T的匀强磁场里,有一根与磁场方向垂直,长为8cm的通电导线ab,如图1所示,通电导线ab所受的安培力是1.0×10-2 N,方向垂直纸面指向外,则导线中电流的大小和方向(  )

A2.5A,方向a到b.

B2.5A,方向b到a.

C2.5×10-2 A,方向a到b.

D2.5×10-2 A,方向b到a.

正确答案

B

解析

解:由F=BIl得:

I===2.5A

由左手定则判定电流方向由b到a.

故选:B.

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题型: 单选题
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单选题

如图所示,倾斜导轨宽为L,与水平面成α角,处在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中,金属杆ab水平放在导轨上.当回路电流强度为I时,金属杆ab所受安培力F(  )

AF=BILsinα

BF=BILcosα

C安培力的方向垂直ab杆沿斜面向上

D安培力的方向垂直ab杆水平向右

正确答案

D

解析

解:AB、由于ab棒与磁场垂直,所以导体棒ab受到安培力的大小为  F=BIL,所以AB都错误;

CD、导体棒中电流方向为:b→a,由左手定则判断可知:导体棒ab受到安培力的方向为垂直于杆方向水平向右,故C错误,D正确;

故选:D

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题型:简答题
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简答题

如图所示,一根长为L=0.2m的直导线放在水平方向的匀强磁场中,导线水平且与磁场方向垂直,导线中通有向右的电流.

(1)请判断导线所受安培力的方向是竖直向上还是竖直向下;

(2)若匀强磁场的磁感应强度大小B=0.5T,导线中电流I=1.5A,试计算导线所受安培力的大小.

正确答案

解析

解:(1)由左手定则判断安培力的方向竖直向上;

(2)根据安培力公式可得:F=BIL=0.5×1.5×0.2=0.15N;

答:(1)安培力方向竖直向上;

(2)导线所受安培力的大小0.15N.

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