- 磁场
- 共6748题
如图所示，通电金属细杆放在与水平面成θ角的光滑斜面上，整个装置分别处在如图所示的匀强磁场中，调节电流强度I的大小，能使金属细杆在图示位置受力平衡的是（ ）
A
B
C
D
正确答案
解析
解：A、导体棒受重力、水平向右的安培力，垂直与斜面斜向上的支持力，由共点力平衡可知，A正确；
B、导线与磁场方向平行，不受安培力，只受重力和支持力，有共点力平衡可知，B错误；
C、当导体棒只受受重力，竖直向上的安培力，有共点力平衡可知，C正确；
D、导体棒受重力和垂直斜面斜向上的安培力，和可能的支持力，有共点力平衡可知，D错误；
故选：AC
如图甲所示，金属导轨水平放置，导轨上跨接一金属棒ab，与导轨构成闭合回路，并能在导轨上自由滑动，在导轨左侧与ab平行放置的导线cd中通过如图乙所示交变电流i，规定电流方向，自c向d为正，则ab棒受到向左的安培力的作用时间段是（ ）
正确答案
解析
解：0～1时间内，电流由→且逐渐增大，由安培定则知，穿过回路的磁感应强度垂直纸面向里，且逐渐增强，因此磁通量增大．由楞次定律判定金属棒中的电流方向由→；再由左手定则可判定，此过程中棒所受安培力向左；同理，可判定出1～2时间、3～4时间内棒所受安培力向右，2～3时间内棒所受安培力向左．
故选：AC．
正确答案
解析
解：探究电流在磁场中受力时，采用了控制变量的实验方法，得到了安培力和电流强度、磁感应强度的定量关系式F=BIL；
由左手定则知接通开关时，金属棒受向右的安培力，故金属棒向右动起来；
滑动变阻器的滑动片向左滑动一段距离后，电阻变小，电流变大，受力变大，则再接通开关时观察到摆动的角度变大；
故答案为：控制变量；F=BIL；右；大．
一小段通电直导线放入磁场中受磁场力作用的方向（ ）
正确答案
解析
解：根据左手定则，安培力即与磁场方向垂直，也与电流方向垂直，即与磁场方向和电流方向构成的平面垂直；
故ABC错误，D正确；
故选：D．
某地的地磁场的磁感应强度大约是3.0×10-4T，一根长200m的导线，电流为10A，则该导线受到的磁场力可能是（ ）
正确答案
解析
解：当B与I垂直时，安培力大小F=BIL，知安培力的最大值F=BIL=3×10-4×200×10N=0.6N，可知安培力的大小范围0≤F≤0.6N．故A、B、C正确，D错误．
故选：ABC．
（1）通过导体棒的电流；
（2）导体棒受到的安培力；
（3）导体棒受到的摩擦力．
（4）若将磁场方向改为竖直向上，要使金属杆继续保持静止，且不受摩擦力左右，求此时磁场磁感应强度B1的大小？
正确答案
解析
解：（1）根据闭合电路欧姆定律得：I1=
（2）导体棒受到的安培力为：F安=BIL=0.30 N．
由左手定则可知，安培力沿斜面向上
（3）对导体棒受力分析如图，将重力正交分解，沿导轨方向有：
F1=mgsin 37°=0.24 N
F1＜F安，根据平衡条件可知，摩擦力沿斜面向下
mgsin 37°+f=F安
解得：f=0.06 N．
（4）当B的方向改为竖直向上时，这时安培力的方向变为水平向右，则
B2IL=mgtan α，
B2=0.5T
答：（1）通过导体棒的电流是1.5A；
（2）导体棒受到的安培力0.30 N，由左手定则可知，安培力沿斜面向上；
（3）导体棒受到的摩擦力是0.06N．
（4）若将磁场方向改为竖直向上，要使金属杆继续保持静止，且不受摩擦力左右，此时磁场磁感应强度B2的大小是0.5T
正确答案
解析
B、根据共点力平衡规律得：BILsinθ+Fn=mg，得导体棒对轨道的压力大小为Fn=mg-BILsinθ，选项B正确；
C、由于导体棒受到的是静摩擦力，因而受到静摩擦力大小要运用力的平衡规律求解，即为Ff=BILcosθ，选项C错误，选项D正确．
故选：BD．
在图中，标出了磁场B的方向、通电直导线中电流I的方向，以及通电直导线所受磁场力F的方向，其中正确的是（ ）
A
B
C
D
正确答案
解析
解：A、电流方向水平向右，由左手定则可知安培力竖直向上，故A正确；
B、由于电流方向与磁场方向平行，则没有安培力，故B错误；
C、电流方向向右，磁场方向向上，由左手定则可知安培力垂直向外，故C错误；
D、磁场向外，电流向右上方，根据左手定则可得，安培力的方向垂直导线向下，故D错误；
故选：A．
一段长0.2m，通过2.5A电流的直导线，关于在磁感应强度为B的匀强磁场中所受安培力F的情况，正确的是（ ）
正确答案
解析
解：长度为0.2m的通电直导线，若放置于匀强磁场的磁感应强度中，通入电流为2.5A，
A、如果B=2T，当直导线垂直于磁场时，则由公式可得安培力的大小为F=BIL=2×2.5×0.2N=1N．若不垂直，则通电导线受到的安培力小于1N，故A错误；
B、如果F=0，直导线可能与磁场平行，则B不一定为零，故B错误；
C、如果B=4 T，若垂直放置时，则安培力大小为F=BIL=4×2.5×0.2N=2N．因此F有可能是1N，故C正确；
D、如果F有最大值，通电导线一定与B垂直，故D错误，
故选：C
一个带电粒子质量m=3×10-7kg，所带电荷量为q=1.2×10-9c，以5×107m/s的速度垂直射入磁感应强度为1T的匀强磁场中，则此粒子所受的磁场力等于（ ）
正确答案
解析
解：洛伦兹力的大小公式F=Bqv=1×1.2×10-9×5×107N=6×10-2N
故选：D
赤道上的地磁场可以看成沿南北方向的匀强磁场，磁感应强度的大小是0.5×10-4T．如果赤道上有一根沿东西方向的直导线，长为20m，载有从西向东的电流30A．取g=10m/s2，求：
（1）地磁场对这根导线的作用力的大小和方向；
（2）若要使这根导线悬浮在空中并保持静止状态，则导线单位长度的质量为多少？
正确答案
解析
解：（1）导线受到的安培力：
F=BIL=0.5×10-4T×30A×20m=0.03N，
由左手定则可知，安培力方向竖直向上；
（2）导线静止在空中，处于平衡状态，
由平衡条件得：mg=BIL，
导线单位长度的质量：
m0=
答：（1）地磁场对这根导线的作用力的大小为0.03N，方向竖直向上；
（2）若要使这根导线悬浮在空中并保持静止状态，导线单位长度的质量为1.5×10-4kg．
（1）金属棒的重力G的大小
（2）电流方向？
正确答案
解析
（1）题中，金属棒与磁场垂直，所受安培力大小为F=BIL=0.6×5×0.2N=0.6N
金属棒处于静止状态时，受到重力G、安培力F和斜面的支持力N，由平衡条件得
F=Gsin37°
得到，G=
（2）安培力方向沿斜面向上，磁场方向垂直斜面向上，由左手定则得到，金属棒中电流方向为从b到a．
答：（1）金属棒的重力G的大小是1N．（2）金属棒中电流方向为从b到a．
（2016•乌鲁木齐一模）关于安培力和洛伦兹力的下列说法中正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、安培力垂直通电导线，导线的运动方向可以与速度平行，故安培力可以做正功、负功，故A错误
B、因洛伦兹力总垂直于电荷运动方向，故洛伦兹力的瞬时功率为零，故洛伦兹力对运动电荷一定不做功，故B正确；
C、若导线与磁场方向平行，故安培力为零，故C错误；
D、若粒子的速度方向与磁场方向平行，不受洛伦兹力，故D正确
故选：BD．
我们使用的电动机是利用安培力来工作的______．（判断对错）
正确答案
对
解析
解：电动机都是利用线圈在磁场中受安培力制成的，故对
故选：对
匀强磁场的磁感应强度B=0.3T，一根通电直导线的长度为0.2m，电流是5A．求下列情况下通电导体在磁场中的受力：
（1）电流方向与磁场方向相同时，安培力的大小为多少？
（2）电流方向与磁场方向垂直时，安培力的大小为多少？
正确答案
解析
解：（1）电流方向与磁场方向相同时，即B平行I，所以通电直导线不受安培力的作用，即F=0．
（2）电流方向与磁场方向垂直时，即B垂直I，此时安培力的大小为F=BIL，即：
F=BIL=0.3×0.2×5N=0.3N．
答：（1）电流方向与磁场方向相同时，安培力的大小为零；
（2）电流方向与磁场方向垂直时，安培力的大小为0.3N．
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