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题型: 单选题
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单选题

将通电直导线置于匀强磁场中,导线与磁场方向垂直.若仅将导线中的电流增大为原来的3倍,则导线受到的安培力的大小(  )

A减小为原来的

B保持不变

C增大为原来的3倍

D增大为原来的9倍

正确答案

C

解析

解:根据F=BIL得,电力增大为原来的3倍,则安培力增大为原来的3倍.故C正确,A、B、D错误.

故选:C

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题型: 多选题
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多选题

如图所示,在竖直向下的匀强磁场中有两根竖直放置的平行粗糙导轨CD、EF,导轨上放有一金属棒MN,现从t=0时刻起,给棒通以图示方向的电流且电流强度与时间成正比,即I=kt,其中k为常量,金属棒与导轨始终垂直且接触良好,下列关于棒的速度v、加速度a随时间t变化的关系图象,可能正确的是(  )

A

B

C

D

正确答案

B,C

解析

解:当从t=0时刻起,金属棒通以I=kt,则由左手定则可知,安培力方向垂直纸面向里,使其紧压导轨,则导致棒在运动过程中,所受到的摩擦力增大,所以加速度在减小,由于速度与加速度方向相同,则做加速度减小的加速运动.

当滑动摩擦力等于重力时,加速度为零,则速度达到最大,其动能也最大.

当安培力继续增大时,导致加速度方向竖直向上,则出现加速度与速度方向相反,因此做加速度增大的减速运动.

A、而速度与时间的图象的斜率表示加速度的大小,故A错误,B正确;

C、则有:μN=mg 而N=BIL=BLkt 由牛顿第二定律得:mg-μBLKt=ma,因此a=g-,而重力小于摩擦力时,加速度方向向上,故C正确,D错误;

故选:BC.

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题型: 单选题
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单选题

一根通有电流I的直铜棒用软导线挂在如图所示匀强磁场中,此时悬线中的张力大于零而小于铜棒的重力.欲使悬线中张力为零,可采用的方法有(  )

A适当增加电流,方向不变

B适当减少电流,方向不变

C适当增强磁场,并使其反向

D适当减弱磁场,并使其反向

正确答案

A

解析

解:悬线考试受重力、绳子的张力,竖直向上的安培力处于平衡.

A、适当增加电流,方向不变,则安培力增大,则拉力减小,可以为零.故A正确.

B、适当减小电流,方向不变,则安培力减小,拉力增大,不可能为零.故B错误.

C、适当增强磁场,使其反向,安培力向下且增大,则拉力增大,不可能为零.故C错误.

D、适当减弱磁场,使其反向,因为安培力方向向下,则拉力比以前大.不可能为零.故D错误.

故选A.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,电源电动势E=1.5V,内阻r=0.1Ω,水平放置的金属导轨的宽度为d=1.5m,匀强磁场的磁感应强度B=2T,方向与放置在轨道上的导体棒MN垂直,但与竖直方向夹角为30°,金属棒的质量为1000g,电阻为R=1.4Ω,若MN 在轨道上静止,则MN在轨道上所受的支持力为多少?摩擦力大小为多少?方向如何?(g=10m/s2

正确答案

解析

解:棒的受力分析图如图所示:

根据闭合电路欧姆定律:I===1A

安培力为:F=BIL=2×1×1.5=3N

根据平衡条件:Fcosθ=f

N+Fsinθ=mg

联立得:f=N,方向向左;

N=8.5N;

答:所受的支持力为8.5N;摩擦力大小为N,方向向左.

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题型: 单选题
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单选题

在北京地区进行如下实验:一个可以在水平面内自由转动的小磁针,在地磁场的作用下保持静止,一根长直导线位于小磁针的北方,竖直放置,且通有竖直向上的电流,已知地磁场的水平分量为B1,长直导线电流磁场在小磁针处的磁感应强度为B0,则小磁针的N极将(  )

A向西偏转角度θ=arctan

B向西偏转角度θ=arctan

C向东偏转角度θ=arctan

D向东偏转角度θ=arctan

正确答案

C

解析

解:各个分磁场与合磁场关系如图所示:

根据安培定则可知,环形电流产生向东的磁场,

地磁场水平分量B1

所以根据三角函数关系可得:tanθ=,解得θ=arctan,故向东偏转

故ABD错误,C正确.

故选:C

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题型:简答题
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简答题

(2015秋•宁夏校级期末)如图所示为电流天平,可以用来测量匀强磁场的磁感应强度.它的右臂挂着矩形线圈,匝数n=10,线圈的水平边长为L,处于匀强磁场内,磁感应强度B的方向与线圈平面垂直.当线圈中通过电流I时,调节砝码使两臂达到平衡.然后使电流反向,大小不变.这时需要在左盘中增加质量为m的砝码,才能使两臂重新平衡.

(1)导出用已知量和可测量n、m、L、I计算B的表达式;

(2)当L=10.0cm,I=0.10A,m=8.78g时,磁感应强度是多少?(取2位有效数字)

正确答案

解析

解:(1)根据平衡条件:

有:mg=2nBIL,

得:B=

(2)B=

答:(1)导出用已知量和可测量n、m、L、I计算B的表达式

(2)当L=10.0cm,I=0.10A,m=8.78g时,磁感应强度是0.43T

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题型: 多选题
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多选题

质量为m的通电导体棒ab置于倾角为θ的导轨上,如图所示.已知导体与导轨间的动摩擦因数为μ,在右图所加各种磁场中,导体均静止,则导体与导轨间摩擦力为零的可能情况是(  )

A

B

C

D

正确答案

A,B

解析

解:A、杆子受竖直向下的重力、水平向右的安培力和垂直于斜面向上的斜面的支持力,若三个力平衡,则不受摩擦力,故A正确.

B、杆子受竖直向下的重力、竖直向上的安培力,若重力与安培力相等,则二力平衡,不受摩擦力,故B正确.

C、杆子受重力、竖直向下的安培力、支持力,要想处于平衡,一定受摩擦力,故C错误.

D、杆子受重力、水平向左的安培力,支持力,要想处于平衡,一定受摩擦力,故D错误.

故选:AB.

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题型:填空题
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填空题

如图所示,质量为m的型导线框abcd,其质量均匀分布,ab与cd长度均为l,宽度bc为s,导线框置于竖直向上的匀强磁场中,可绕水平轴MN转动,现给导线框通以MabcdN方向、电流强度为I的恒定电流,导线框由静止开始从竖直平面向纸外偏转,在达到最大角度为θ的过程中,安培力对导线框做的功为______;导线框最终静止时与竖直平面夹角为φ,则匀强磁场的磁感强度B为______

正确答案

mgl(1-cosθ)

解析

解:通电导线处于匀强磁场,安培力恒定,但安培力大小无法确定,

根据动能定理,在达到最大角度为θ的过程中,则有:WF+WG=0-0;

所以WF=mgl(1-cosθ);

导线框最终静止时与竖直平面夹角为φ,则有,安培力、拉力与重力处于平衡状态,

根据力的平行四边形定则,则有:BIs=mgtanφ;

因此B=

故答案为:mgl(1-cosθ);

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题型:简答题
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简答题

如图所示,水平放置的光滑金属导轨宽L=0.2m,接有输出电压恒定为U=1.5V的电源,匀强磁场方向竖直向下穿过导轨.磁感应强度B=1T.导轨棒AB的电阻R=6Ω(其他各处电阻忽略不计),质量m=10g,垂直放置在导轨上并接触良好,求合上开关瞬间:

①导体棒AB受到的安培力方向;

②导体棒AB受到的安培力大小;

③导体棒AB的加速度.

正确答案

解析

解:①导体棒AB中电流是从A到B,根据左手定则,导体棒AB受到的安培力向右.

②根据欧姆定律,导体棒中的电流为

所以AB棒受到的安培力F=BIL=1×0.25×0.2N=0.05N

③根据牛顿第二定律F=ma,

所以导体棒AB的加速度a==

答:①导体棒AB受到的安培力方向水平向右;

②导体棒AB受到的安培力大小为0.05N;

③导体棒AB的加速度为5m/s2

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题型: 单选题
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单选题

(2015秋•运城期末)如图所示为电流天平,可用来测定匀强磁场的磁感应强度,它的右臂挂着矩形线圈,匝数为n匝,线圈的水平边长为L,处于匀强磁场内,磁感应强度B的方向与线圈平面垂直.当线圈中通有电流I(方向如图)时,调节砝码使两臂达到平衡,此刻左右两边所放砝码的质量各为m1、m2.当电流反向(大小不变)时,右边再加上质量为m的砝码后,天平重新平衡.由此可知(  )

A磁感应强度的方向垂直纸面向里,大小为

B磁感应强度的方向垂直纸面向里,大小为

C磁感应强度的方向垂直纸面向外,大小为

D磁感应强度的方向垂直纸面向外,大小为

正确答案

B

解析

解:A、B的方向垂直纸面向里,在天平左、右两边加上质量各为m1、m2的砝码,天平平衡.因为线框也是有质量的,设右边的线框质量为m02,根据平衡有:NBIL=(m1-m02-m2)g,解得.故A错误.

B、当B的方向垂直纸面向里,开始线圈所受安培力的方向向向下,电流方向相反,则安培力方向反向,变为竖直向上,相当于右边少了两倍的安培力大小,所以右边应加砝码,有mg=2NBIL,所以.故A错误,B正确.

 C、当B的方向垂直纸面向外,开始线圈所受安培力的方向向向上,电流方向相反,则安培力方向反向,变为竖直向下,相当于右边多了两倍的安培力大小,需要在左边加砝码.故C、D错误.

故选:B.

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题型:简答题
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简答题

(2016春•海淀区校级月考)在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中,放一根与磁场方向垂直的长度为0.4m的通电导线,导线中的电流为2A,导线沿磁场力的方向移动了20mm,磁场力对导线所做的功是多少?

正确答案

解析

解:通电导线受的磁场力大小:

F=BIL=0.5×2×0.4N=0.4N.

磁场力对导线做的功:

W=FS=0.4×20×10-3J=8×10-3J.

答:磁场力对导线所做的功是8×10-3J.

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题型: 单选题
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单选题

如图所示,一条形磁铁静止在水平桌面上,在它的左上方固定一通电直导线(电流方向如图),导线与磁场垂直,现突然将导线中的电流等大反向,则(  )

A磁铁会动起来

B磁场对桌面压力减小

C磁铁对桌面压力增大

D桌面对磁铁摩擦力不变

正确答案

C

解析

解:

当电流反相时,导线受到的安培力反相,根据条形磁体磁感线分布情况得到直线电流所在位置磁场方向,如图,在根据左手定则判断安培力方向,如左图;

根据牛顿第三定律,电流对磁体的作用力向右下方,如右图

根据受力,可知通电后磁铁对桌面压力增大.

故选:C.

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题型:填空题
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填空题

如图所示的等壁天平可用来测定磁感应强度.天平的右臂下面挂有一个矩形线圈,宽度为L,共N匝,线圈下端悬在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面.当线圈中未通有电流时,在天平左右两边加上质量各为m1、m2的砝码,天平平衡.当通以图示方向的电流I时,右边再加上质量为m的砝码后天平重新平衡,则线圈的质量为______,匀强磁场的磁感应强度大小为______

正确答案

m1-m2

解析

解:未通电时,根据平衡可知m1g=m2g+m′g

m′=m1-m2

当B的方向垂直纸面向里,开始线圈所受安培力的方向向下,电流方向相反,则安培力方向反向,变为竖直向上,相当于右边少了两倍的安培力大小,所以需要在右边加砝码.则有mg=2NBIL,所以:

故答案为:m1-m2

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题型:简答题
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简答题

下图是导轨式电磁炮实验装置示意图.两根平行长直金属导轨沿水平方向固定,其间安放金属滑块(即实验用弹丸).滑块可沿导轨无摩擦滑行,且始终与导轨保持良好接触.电源提供的强大电流从一根导轨流入,经过滑块,再从另一导轨流回电源.滑块被导轨中的电流形成的磁场推动而发射.在发射过程中,该磁场在滑块所在位置始终可以简化为匀强磁场,方向垂直于纸面,其强度与电流的关系为B=kI,比例常量k=2.5×10-6T/A.已知两导轨内侧间距为l=3.0cm,滑块的质量为m=30g,滑块沿导轨滑行5m后获得的发射速度为v=3.0km/s(此过程视为匀加速运动).

(1)求发射过程中金属滑块的加速度大小;

(2)求发射过程中电源提供的电流强度大小;

(3)若电源输出的能量有9%转换为滑块的动能,则发射过程中电源的输出功率和输出电压各是多大?

正确答案

解析

解:(1)由匀加速运动公式 a==9×105m/s2

(2)由安培力公式和牛顿第二定律,有 F=IBl=kI2l,

kI2l=ma

因此  I==6.0×105A

(3)滑块获得的动能是电源输出能量的,

即P△t×9%=mv2发射过程中电源供电时间△t==×10-2s

所需的电源输出功率为P==4.5×108W

由功率P=IU,解得输出电压  U==750V

答:(1)求发射过程中金属滑块的加速度大小9×105m/s2

(2)求发射过程中电源提供的电流强度大小6.0×105A;

(3)若电源输出的能量有9%转换为滑块的动能,则发射过程中电源的输出功率4.5×108W和输出电压750V.

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题型: 单选题
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单选题

一竖直放置的直导线,处于水平向左的匀强磁场中,通有如图所示的电流,则直导线所受安培力的方向为(  )

A垂直纸面向外

B垂直纸面向里

C水平向右

D水平向左

正确答案

A

解析

解:根据左手定则,知安培力的方向垂直纸面向外

故选:A

下一知识点 : 电磁感应
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