- 磁场
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正确答案
解析
F安•
其中F安=BIL
对整个电路，由欧姆定律有：E=I（
联立解得：B=
答：匀强磁场的磁感强度为0.87T．
（1）cd边所受的安培力大小；
（2）磁感应强度B的大小为（g=10m/s2）．
正确答案
解析
解：开始时cd边所受的安培力方向竖直向上，电流反向后，安培力的方向变为竖直向下．相当于右边了两个安培力的重量．即mg=2FA．
则有：
FA=NBIL，所以为：B=
答：（1）cd边所受的安培力大小为4.1×10-2 N；
（2）磁感应强度B的大小为0.41T
A所加磁场方向与x轴正方向的夹角α的范围应为90°≤α＜240°
B所加磁场方向与x轴正方向的夹角α的范围应为0°≤α＜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小值为
正确答案
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=
故选：BD．
正确答案
解析
解：A、在上述实验现象中，是电能转化为机械能，故A错误；
B、由左手定则知通电导体在磁场中受力方向跟电流方向和磁感线方向有关，故BC正确；
D、两个影响因素同时改变时，受力运动方向不变，故D正确；
题目要求选不正确的，故选：A．
以下说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、当电流与磁场平行时，不受安培力作用，因此电流在磁场中受力是有条件的，故A正确；
B、通电导线在磁铁形成的磁场中，当电流方向和磁场有一定的夹角时，将受到安培力作用，故B错误；
C、两根通电导线之间通过磁场产生力的作用，故C错误；
D、当带电粒子的运动方向与磁场方向在一条直线上时，带电粒子不受洛伦兹力作用，故D错误．
故选A．
（1）若棒中通有I=2.0A的向左的电流，求此时金属棒受到的安培力F的大小；
（2）改变通过金属棒的电流大小，若细线拉力恰好为零，求此时棒中通有电流的大小．
正确答案
解析
解：（1）此时金属棒受到的安培力大小F=BIL=0.16N
（2）悬线拉力恰好为零，金属棒沿竖直方向受重力和安培力，
由金属棒静止可知安培力F´=mg
所以此时金属棒中的电流I´=
答：（1）若棒中通有I=2.0A的向左的电流，求此时金属棒受到的安培力F的大小0.16N；
（2）改变通过金属棒的电流大小，若细线拉力恰好为零，求此时棒中通有电流的大小2.5A．
正确答案
解析
解：要使导线的张力为零，说明AB应在重力和安培力的作用下平衡，即重力和安培力大小相等、方向相反，安培力的方向是竖直向上，磁场的方向是垂直纸面向里的，由左手定则可知，电流的方向为从A流向B．由二力平衡有：
BIL=mg
得：I=
答：要使悬线张力为零，则AB导线通电方向是从A流向B，电流大小为
A导轨对金属棒的支持力大小为
B导轨对金属棒的支持力大小为
C导轨对金属棒的摩擦力大小为
D导轨对金属棒的摩擦力大小为
正确答案
解析
解：对导体棒受力分析可知
f-mgsin30°-BILcos30°=0
FN+BILsin30°-mgcos30°=0
联立解得
f=
故BD正确
故选：BD
（1）当磁场B的方向竖直向上时，该匀强磁场的磁感应强度B的大小；
（2）若磁场B的大小和方向均可改变，要使导体棒仍能保持静止，试确定此时磁感应强度B的最小值的大小和方向．
正确答案
解析
F=mgtanθ
又 F=BIL
联立可得：B=
（2）要使磁感应强度B最小，则要求安培力最小，根据导体棒的受力情况分析可知，最小的安培力为：
Fmin=mgsinθ，方向平行于轨道向上
则B的最小值为：Bmin=
根据左手定则判断可知，此时的磁感应强度的方向为垂直轨道平面斜向上．
答：（1）当磁场B的方向竖直向上时，该匀强磁场的磁感应强度B的大小是
（2）此时磁感应强度B的最小值的大小为
水平面上有电阻不计的U形导轨NMQP，它们之间的宽度为L=1m，M和P之间接入电动势为E=10V的电源（不计内阻）．现垂直于导轨搁一根质量为m=1kg、电阻为R=2Ω的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B=0.5T，方向与水平面的夹角为θ=37°且指向右斜上方，如图所示．
试问：（1）当ab棒静止时，ab棒受到的支持力和摩擦力各为多少？
（2）若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为多少？此时B的方向如何？
（3）如果把甲图改为乙图，悬吊物体的质量m1=0.1kg，且滑动变阻器的阻值R‘在2Ω≤R≤8Ω的取值范围内都能使ab处于静止．则金属棒受到的最大摩擦力为多大？
正确答案
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解：（1）对导体棒受力分析可知
Fx合=F摩-Fsinθ=0 ①
Fy合=FN+Fcosθ-mg=0 ②
F=BIL=B
解①②③式得FN=mg-
F摩=
（2）要使ab棒受的支持力为零，其静摩擦力必然为零，满足上述条件的最小安培力应与ab棒的重力大小相等、方向相反．
所以有：F=mg，即Bmin
解得最小磁感应强度Bmin=
由左手定则判断出这种情况B的方向应水平向右．
（3）由左手定则判断导体棒所受到的安培力水平向左，而且，当滑动变阻器的电阻R′=2Ω时，回路中的电流最大，
最大静摩擦力Fm方向向右，BI1L=Fmin1+m1g
解得Fmin1=0.25N
当R=8Ω时，回路中的电流最小，
最大静摩擦力Fm方向向左，BI2L+Fmin2=m1g
解得Fmin2=0.5N
所以，最大静摩擦力为 Fmin=0.5N
答：（1）当ab棒静止时，ab棒受到的支持力和摩擦力各为8N，1.5N
（2）若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为2T，此时B的方向水平向右
（3）则金属棒受到的最大摩擦力为0.5N
电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进杀伤武器，可大大提高弹丸的速度和射程．1980年，美国西屋公司为“星球大战”建造的实验电磁炮．能把m=300g的弹体（杆CD的质量可忽略）加速到4km/s，其模型图和原理图如图所示．若轨道宽d=3cm，通过的电流为I=100A，轨道间匀强磁场的磁感应强度B=80T，轨道摩擦不计．则
（1）CD秆和弹体所受安培力的大小？
（2）安培力的最大功率P为多少？
（3）该电磁炮轨道长度为多少米？
正确答案
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解：（1）安培力大小：F=BIL=80T×100A×0.03m=240N；
（2）安培力的最大功率：P=Fv=240N×4000m/s=9.6×105W；
（3）根据动能定理，有：Fx=
解得：x=
答：（1）CD秆和弹体所受安培力的小为240N；
（2）安培力的最大功率P为9.6×105W；
（3）该电磁炮轨道长度为10000m．
在磁场中有一小段长为L、通有电流I的导线，关于导线所在处的磁感应强度，以下说法中正确的是（ ）
A若该导线所受磁场力为零，则该处磁感应强度一定为零
B若该导线所受磁场力不为零，则该处磁感应强度一定为
C若该导线所受磁场力不为零，则磁场力方向即为该处的磁感应强度方向
D若该导线所受的磁场力有最大值，则用
正确答案
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解：
A、因为电流I与磁场B方向平行时，该导线所受磁场力为0，所以不能根据所受磁场力为0得出磁感应强度一定为0的结论，故A错误；
B、只有当磁场B与电流I垂直时，才有F=BIL，故当导线所受磁场力不为0时，但不能肯定此时B⊥I，故B不一定等于
C、根据左手定则，磁场力方向与磁场方向是垂直关系，故不能说磁场力方向就是磁感应强度方向，故C错误；
D、因为导线所受到的磁场力有最大值，则此时磁场B与电流I垂直，即此时满足F=BIL，此时
故选D．
正确答案
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解：对杆受力分析，如图，
根据平衡条件，沿斜面方向：mgsinθ=f+F
又F=BId
f=μmgcosθ
联立三个式子得：I=0.14A
答：通过杆ab的电流为0.14A．
（1）画出AC棒受力的截面图；
（2）求AC棒受到的支持力；
（3）求导轨受到的摩擦力．
正确答案
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（2、3）根据共点力平衡得，FAcos（90°-θ）=f
FAsin（90°-θ）+N=mg
因为FA=BIl，
则支持力N=mg-BIlcosθ，摩擦力f=BIlsinθ．
所以导轨受到的摩擦力为BIlsinθ．
答：（1）受力分析图如图所示．
（2）AC棒所受的支持力N=mg-BIlcosθ．
（2）导轨受到的摩擦力为BIlsinθ．
正确答案
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解：金属导轨光滑，所以没有摩擦力，则金属棒只受重力支持力和安培力，
根据平衡条件支持力和安培力的合力应与重力等大反向，根据矢量三角形合成法则作出三种情况的合成图如图：
由图可以看出当安培力F与支持力垂直时有最小值：Fmin=mgsinθ
即BIL=mgsinθ
mgsin30°=0.5mg
得：B=5T．故不可能的是A、3T．
故选：A．
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