磁场_章节学习_百度题库

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题型：多选题

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多选题

如图所示为一种自动跳闸的闸刀开关，O是转动轴，A是绝缘手柄，C是闸刀卡口，M、N接电源线，闸刀处于垂直纸面向里、B=1T的匀强磁场中，CO间距离为10cm，当磁场力为0.2N时，闸刀开关会自动跳开．则要使闸刀开关能跳开，CO中通过的电流的大小和方向为（　　）

A电流方向C→O

B电流方向O→C

C电流大小为2A

D电流大小为0.5A

正确答案

B,C

解析

解：由F=BIL得：I==2A；

由左手定则判断，电流方向O→C，故BC正确

故选：BC．

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题型：单选题

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单选题

如图所示，台秤上放一光滑平板，其左边固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时台秤的读数为FN1，现在磁铁上方中心偏左位置固定一通电导线，电流方向如图．当加上电流后，台秤的示数为FN2，则下列说法正确的是（　　）

AFN1＞FN2，弹簧长度将变长

BFN1＞FN2，弹簧长度将变短

CFN1＜FN2，弹簧长度将变长

DFN1＜FN2，弹簧长度将变短

正确答案

B

解析

解：（1）磁铁的磁感线在它的外部是从N极到S极，因为长直导线在磁铁的中心偏左位置，所以此处的磁感线是斜向右上的，电流的方向垂直与纸面向里，根据左手定则，导线受磁铁给的安培力方向是斜向右下，

（2）长直导线是固定不动的，根据物体间力的作用是相互的，导线给磁铁的反作用力方向就是斜向左上的；

（3）导线给磁铁的反作用力方向就是斜向左上的，将这个力在水平和竖直分解，因此光滑平板对磁铁支持力减小，

由于在水平向左产生分力，所以弹簧产生压缩，弹簧长度将变短．

故选：B．

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题型：简答题

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简答题

有一根导体棒ab紧靠在竖直的两根导轨上，如图所示．已知导体棒长L，质量为m，与导轨间的滑动摩擦因数为μ，磁感应强度为B．要使棒ab匀速下滑，应在ab中通入的电流大小和方向如何？

正确答案

解析

解：从右向左看，ab棒的受力图如图所示：

ab棒匀速下滑时，受力平衡，则：

f=mg=μN

N=F=BIL

所以：

mg=μBIL

I=（方向由b到a）

答：要使棒ab匀速下滑，应在ab中通入的电流大小为，方向为由b到a．

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题型：单选题

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单选题

如图，当左边的线圈通以逆时针电流I时，天平恰好平衡，此时天平右边的砝码为m，若改为顺时针方向的电流且大小不变，则需在天平右边增加△m的砝码，通电线圈受到磁场力大小为（　　）

A

B（m+△m）g

C△mg

D

正确答案

A

解析

解：如图所示，线圈通以逆时针电流时，下框受到安培力向上，大小为FA．当通以顺时针电流时，下框受到安培力向下，大小仍为FA．而天平右边需要增加△m的砝码才能再次平衡．

所以有：2FA=△mg

则有：FA=

故选：A

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题型：多选题

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多选题

关于安培力和洛伦兹力，下列说法正确的是（　　）

A通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用

B安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现

C这两种力的方向都可以用左手定则来判断

D安培力不能对通电导体做功，洛伦兹力对电荷也不做功

正确答案

B,C

解析

解：A、通电直导线方向与磁场方向平行，不受洛安培力，故A错误；

B、导线中定向移动的电荷受到的洛伦兹力在宏观上就表现为导线受到的安培力，所以说：安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现．故B正确．

C、安培力和洛伦兹力都可以用左手定则来判断，故C正确

D、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，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D错误；

故选：BC

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题型：单选题

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单选题

在xOy水平面中有一通电直导线，与y轴平行，导线中电流方向如上图所示，该区域有匀强磁场，通电导线所受磁场力的方向与Oz轴正方向相同，该磁场的磁感应强度的方向是（　　）

A沿x轴负方向且一定沿x轴负方向

B一定沿y轴负方向

C可能沿z轴正方向

D可能沿x轴负方向

正确答案

D

解析

解：根据左手定则，安培力必须垂直于电流和磁场构成的平面，故磁场的方向一定在xy平面内，可能沿x轴负方向，故D正确，

故选：D

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题型：简答题

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简答题

如图1所示，质量为0.05kg，长l=0.1m的铜棒，用长度也为l的两根轻软导线水平悬吊在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B=0.5T．不通电时，轻线在竖直方向，通入恒定电流后，棒向外偏转的最大角度θ=37°，求此棒中恒定电流多大？（不考虑棒摆动过程中产生的感应电流，g取10N/kg）

同学甲的解法如下：对铜棒受力分析如图2所示：

当最大偏转角θ=37°时，棒受力平衡，有：

FTcosθ=mg

FTsinθ=F安=BIl

得I==A=7.5A

同学乙的解法如下：

如图3，F安做功：WF=Fx1=BIlsin37°×lsin37°=BI（lsin37°）2

重力做功：

WG=-mgx2=-mgl（1-cos37°）

由动能定理得：WF+WG=0

代入数据解得：

I=A≈5.56A

请你对甲、乙两同学的解法作出评价：若你对两者都不支持，则给出你认为正确的解答．

正确答案

解析

解：（1）甲和乙同学的解法均错误

错误原因：前者认为棒到达最高点速度为零时，一定处于平衡状态，或者认为偏角最大的是平衡位置；后者将安培力做功求错．

（2）正确的解法如下：金属棒向外偏转过程中，导线拉力不做功，

如图所示：安培力F做功为WF=FS1=BIL2sin37°

重力做功为WG=-mgS2=-mgL（1-cos37°）

由动能定理得BIL2sin37°-mgL（1-cos37°）=0

解得 I==A

答：此棒中恒定电流的大小为A．

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题型：多选题

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多选题

如图所示，质量为m、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于O、O′，并处于匀强磁场中，当导线中通以沿x正方向的电流I，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为θ．则磁感应强度方向和大小可能为（　　）

Az正向，tan θ

By负向，

Cz负向，tan θ

D沿悬线向下，sin θ

正确答案

C,D

解析

解：A、磁感应强度方向为z正向，根据左手定则，直导线所受安培力方向沿y负方向，直导线不能在此位置平衡，故A错误；

B、当磁场沿y负方向时，由左手定则可知，导线受到的安培力竖直向下，当BIL=mg，B=导线静止，与竖直方向夹角θ=0°，不符合题意，故B错误；

C、磁感应强度方向为z负方向，根据左手定则，直导线所受安培力方向沿y正方向，根据平衡条件：BILRcosθ=mgRsinθ，所以B=．故C正确；

D、磁感应强度方向沿悬线向下，根据左手定则，直导线所受安培力方向垂直于绳子斜向上，根据平衡条件：F=mgsinθ，得：B=，故D正确．

故选：CD．

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题型：单选题

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单选题

如图所示，一条形磁铁（厚度不计）静止在固定斜面上，上端为N极，下端为S极，磁铁外的一条磁感应线如图所示，垂直于纸面方向有两根完全相同的固定导线，它们与磁铁两端的连线都与斜面垂直且距离相等（如图中虚线所示），开始两根导线未通电流，斜面对磁铁的弹力、摩擦力的大小分别为FN、Ff，后来两根导线以图示方向大小相同的电流后，磁铁仍然静止，则与未通电时相比，可能正确的是（　　）

AFN不变、Ff变小

BFN、Ff均变大

CFN变大，Ff不变

DFN变小，Ff不变

正确答案

D

解析

解：根据条形磁铁的磁感线的分布，结合左手定则，则可分别确定通电导线的安培力的方向，再由牛顿第三定律来得出条形磁铁的受到的安培力方向，最后根据力的合成从而确定得出，条形磁铁的摩擦力没有变化，而支持力却减小．故D正确，ABC错误；

故选：D

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题型：单选题

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单选题

（2015秋•东城区月考）如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=0.3T，通电直导线与磁场方向垂直，导线长度L=0.2m，导线中的电流I=1A．该导线所受安培力的大小为（　　）

A0.03N

B0.05N

C0.06N

D0.09N

正确答案

C

解析

解：由图可知电流与磁场方向垂直，因此直接根据安培力的大小为：F=BIL=0.3×1×0.2N=0.06N，

故选：C

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题型：简答题

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简答题

（2010秋•徐汇区期末）放在蹄型电磁铁两极间的通电导线，电流方向如图所示，请在图中标出：

（1）蹄型电磁铁的N、S极，

（2）通电导线所受安培力方向．

正确答案

解析

解：根据右手螺旋定则，螺线管内部的磁场方向竖直向下，所以蹄形磁铁上边是S极，下边是N极，则导线所处的磁场方向竖直向上，根据左手定则，通电导线所受的安培力水平向左．如图所示．

故答案为：如图所示．

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题型：简答题

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简答题

如图所示，两根平行金属导轨M、N处于同一水平面内，电阻不计，相距0.2m，上边沿导轨垂直方向放一个质量为m=5×10-2kg的金属棒ab，ab的电阻为0.5Ω．两金属导轨左端通过电阻R和电源相连．电阻R=2Ω，电源电动势E=6V，电源内阻r=0.5Ω，如果在装置所在的区域加一个匀强磁场，使该磁场对ab棒的作用力与棒的重力平衡，求该磁场的磁感应强度的大小．（g=10m/s2）

正确答案

解析

解：因ab对导轨压力恰好是零且处于静止，ab所受安培力方向一定向上且大小等于重力，由左手定则可以判定B的方向水平向右，ab上的电流强度：

I===2A

ab所受安培力方向一定向上且大小等于重力，当磁感应强度最小时：

F=ILB=mg

解得：B===1.25T

考虑到磁感应强度不一定垂直导体棒ab，所以所求的磁感应强度大小为：B≥1.25T；

答：该磁场的磁感应强度的大小要不大于1.25T．

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题型：简答题

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简答题

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=30°，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，导体棒能静止于导轨上，且恰好与导轨间无摩擦力的作用．导体棒与金属导轨垂直且接触良好，金属导轨电阻不计，g取10m/s2．求：

（1）此时金属棒受到的安培力；

（2）导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻；

（3）若通电一段时间后，电池的电动势保持不变，而内阻变为r′=1.00Ω，导体棒仍处于静止状态，求此时导体棒受到的摩擦力．

正确答案

解析

解：（1）如图所示，导体棒受到的安培的F安=F1=mgsin30°=0.2N

方向沿斜面向上．

（2）由F安=BIL，得I=1A

由I=，得R=4Ω

（3）当r‘=1.00Ω时，有I'==0.9A

此时安培力F安'=BI'L=0.18N

由于重力沿斜面向下的分力F1大于安培力，故导体棒受沿导轨所在平面向上的摩擦力Ff，如图所示，根据共点力平衡条件mgsin 30°=F安'+Ff，

解得：Ff=0.02 N，方向沿导轨向上．

答：（1）此时金属棒受到的安培力为0.2N，方向沿斜面向上；

（2）导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻为4Ω；

（3）若通电一段时间后，电池的电动势保持不变，而内阻变为r′=1.00Ω，导体棒仍处于静止状态，此时导体棒受到的摩擦力0.02 N，方向沿导轨向上．

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题型：单选题

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单选题

如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，垂直斜面放置一根长为L、质量为m的直导线，当通以电流I时，欲使导线静止在斜面上，外加匀强磁场B的大小和方向可能是（　　）

AB=•tanα，方向垂直斜面向上

BB=•sinα，方向垂直斜面向下

CB=•tanα，方向竖直向上

DB=，方向水平向右

正确答案

B

解析

解：A、外加匀强磁场的磁感应强度B的方向垂直斜面向上，则沿斜面向下的安培力、支持力与重力，无论B多大三个力的合力不可能为零，直导线不可能处于平衡状态，故A错误；

B、外加匀强磁场的磁感应强度B的方向垂直斜面向下，则沿斜面向上的安培力、支持力与重力，处于平衡状态，根据平衡条件：mgsinθ=BIL，则B=，故B正确；

C、外加匀强磁场的磁感应强度B的方向竖直向上，则水平向右的安培力、支持力与重力，无论B多大三个力的合力不可能为零，直导线不可能处于平衡状态，故C错误；

D、外加匀强磁场的磁感应强度B的方向水平向右，则受竖直向下的安培力三力作用下导线不会处于平衡，故D错误；

故选：B

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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宽10cm，与电源连通，导轨平面与水平面成30°角，导轨上放置一质量为0.2kg的金属棒MN．当导体棒上通过10A的电流时，为使其能静止在轨道上，需在金属棒所在空间加一匀强磁场，若磁场的方向垂直轨道平面向下，磁感应强度应为多大？若磁场的方向竖直向下，磁感应强度应为多大？

（取g=10m/s2）

正确答案

解析

解：若磁场的方向垂直轨道平面向下，安培力平行斜面向上，

根据平衡条件：BIL=mgsin30°

得：B=1T

若磁场的方向垂直竖直向下，则安培力水平向右，根据合成法作图：

由几何知识得：F==BIL

得：B=2T

答：若磁场的方向垂直轨道平面向下，磁感应强度应为1T；

若磁场的方向竖直向下，磁感应强度应为2T．

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