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题型:简答题
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简答题

如图所示是一种精密测量磁感强度的装置,虚线区域内有匀强磁场,在天平右盘下挂一矩形线圈,线圈共10匝,ab=cd=0.15m,bc=da=0.1m,线圈中通以0.1A逆时针方向的电流,天平左盘加砝码使天平平衡;然后不改变电流大小而只改变电流方向,再在天平左盘中加8g砝码才能使天平再平衡,求矩形线圈所受安培力大小和磁场的磁感应强度(g=10m/s2).

正确答案

解析

解:由题意得:2F=mg,安培力F==0.04N,

F=nBIbc,磁感应强度B===0.4T;

答:矩形线圈所受安培力大小为0.04N,磁场的磁感应强度为0.4T.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,导体棒ab长0.5m,质量为0.1kg,电阻R=5.5Ω,电源的电动势E=3V,r=0.5Ω,整个装置放在一磁感应强度B=2T的磁场中,磁场方向与导体棒垂直且与水平导轨平面成53°角,导体棒静止.求:导体棒受到的摩擦力和支持力(不计导轨电阻).(sin53°=0.8)

正确答案

解析

解:通过导体棒的电流

导体棒受到的安培F=BIL=2×0.5×0.5N=0.5N

由受力分析f=Fsinθ=0.4N,

水平向右N=mg+Fcosθ=1.3N,竖直向上.

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题型: 多选题
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多选题

(2015秋•哈尔滨校级期末)如图所示,宽度为L的光滑导轨放在与水平面夹角为α的斜面上,在导轨上放置一根质量为m的导体棒,在导体棒中电流为I时,欲使导体棒静止在斜面上,所在空间加一匀强磁场,下列磁感应强度B的大小和方向正确的是(  )

AB=mg,方向垂直斜面向上

BB=mg,方向垂直斜面向下

CB=mg,方向水平向左

DB=mg,方向竖直向上

正确答案

A,C,D

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,则沿斜面向上的安培力、支持力与重力,处于平衡状态,则大小B=mg;故A正确;

B、外加匀强磁场的磁感应强度B的方向垂直斜面向下,则沿斜面向下的安培力、支持力与重力,所以棒不可能处于平衡状态,故B错误;

C、外加匀强磁场的磁感应强度B的方向水平向左,则安培力的方向竖直向上,棒受到竖直向下的重力和竖直向上的安培力,所以棒可能处于平衡状态;故C正确;

D、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,处于平衡状态,则大小B=mg,故D正确;

故选:ACD.

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题型:简答题
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简答题

如图为俯视图,相距L=1m的两导轨置于水平平面内,两导轨内存在竖直向上的匀强磁场,磁惑应强度B=0.5T,有一导体棒MN,质量m=0.1kg,电阻r=2Ω.垂直的放在导轨上,两弹簧左端与导体锥MN相连,右端固定,两弹簧距导轨的距离相等.把导体棒MN连人如图所示电路,电源电动势E=5V,内阻不计.滑动变阻器总电阻R0=6Ω,闭合电键,滑片P由a端缓慢移到b端过程中,弹簧的形变量x随滑动变阻器Pa间阻值R的变化关系如图.(g取10m/s2)求导体棒与导轨间的摩擦因数μ及弹簧的劲度系数k.

正确答案

解析

解:当pa间的电阻为R1=2Ω时,弹簧才开始形变,

则有:BIL=μmg,

根据欧姆定律得:I==

则通过导体棒的电流为:

则有:

滑片P缓慢移动,则导体棒缓慢移动,每一个状态可以看成是平衡状态,当pa间的电阻为R2=6Ω时,x=0.02m,电流为:I′=

则通过导体棒的电流为:

根据平衡有:BI1′L=μmg+kx,

代入数据解得:k=50N/m.

答:导体棒与导轨间的摩擦因数μ为0.25,弹簧的劲度系数k为50N/m.

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题型: 多选题
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多选题

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

A,C

解析

解:A、由左手定则可知,通电导线所受安培力竖直向上,故A正确;

B、由图可知,磁感应强度B与电流I平行,导线不受安培力,故B错误;

C、由左手定则可知,通电导线所受安培力竖直向下,故C正确;

D、由左手定则可知,通电导线所受安培力垂直于纸面向外,故D错误;

故选AC.

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题型: 单选题
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单选题

(2015秋•济南校级期末)如图所示,在方框中有一能产生磁场的装置,现在在方框右边放一通电直导线(电流方向如图箭头方向),发现通电导线受到向右的作用力,则方框中放置的装置可能是下面哪个通电螺线管垂直纸面的通电直导线通电圆环通电直导线(  )

A

B

C

D

正确答案

C

解析

解:由左手定则可知,导线受向右的作用力则所在位置处的磁场向外;则由右手螺旋定则可知;

A、产生的右侧磁场水平向右,故A错误;

B、导线产生的磁场为正面看去瞬时针,导体上半部分受向里的安培力,下半部分受向外的安培力,故B错误;

C、由右手定则可知,通电圆环在导线处的磁场向外,故C正确;

D、通电直导线的磁感线在导线处的磁场向里,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,两根平行放置的导电轨道,间距为L,倾角为θ,轨道间接有电动势为E(内阻不计)的电源,现将一根质量为m、电阻为R的金属杆ab与轨道垂直放于导电轨道上,轨道的摩擦和电阻均不计,要使ab杆静止,所加垂直斜面的匀强磁场的磁感应强度多大?

正确答案

解析

解:导体杆静止在导轨上,受到重力、支持力和安培力三个力作用,由平衡条件得:F=mgsinθ

又:F=BIL

根据闭合电路欧姆定律:I=

联立得:B=

答:要使ab杆静止,磁感应强度应为

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题型:简答题
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简答题

如图所示,放在平行光滑导轨上的导体棒ab质量为m,长为L,导体所在平行面与水平面成30°,导体棒与导轨垂直,空间有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B,若在导体中通以b-a的电流,导体棒可维持静止状态.求

(1)安培力的大小和方向.  

(2)电流的大小.

正确答案

解析

解:导体棒静止,处于平衡状态,导体棒受力如图所示,

导体棒受到的安培力:F=BIL ①

由图示可知:F=mgtan30°=

由①②可得:I==

由左手定则可知,电流方向:由b指向a;

答:(1)安培力的大小为,方向水平向右.

(2)电流的大小为

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题型: 单选题
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单选题

匀强磁场的磁感应强度B=0.2T,通电直导线与磁场方向垂直,导线长度L=0.2m,导线中电流I=1A.该导线所受安培力F的大小为(  )

A0.01 N

B0.02 N

C0.03 N

D0.04 N

正确答案

D

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=0.2×0.2×1=0.04N,

故选:D.

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题型: 多选题
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多选题

如图所示,有两根和水平方向成α角的光滑平行的金属轨道,上端接有可变电阻R,轨道足够长,空间有垂直于轨道平面的匀强磁场,磁感应强度为B.一根质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下,经过足够长的时间后,金属杆的速度会趋近于一个最大速度vm,则:(  )

A如果B增大,vm将变小

B如果α变大,vm将变小

C如果R变大,vm将变大

D如果m变大,vm将变小

正确答案

A,C

解析

解:金属杆受重力、支持力、安培力,开始时重力沿斜面的分力大于安培力,所以金属杆做加速运动.

随着速度的增加,安培力在增大,所以金属杆加速度逐渐减小,当加速度减小到零,速度最大.

当加速度为零时,金属杆做匀速运动,速度最大,则有 

mgsinα=BIL,I=

联立得:vmax=

由上式分析得知:

A、如果B增大,vmax将变小,故A正确.

B、如果α变大,vmax将变大,故B错误.

C、如果R变大,vmax将变大,故C正确.

D、如果m变大,vmax将变大,故D错误.

故选:AC.

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题型: 单选题
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单选题

如图所示,一通电直导线与匀强磁场方向垂直,导线所受安培力的方向是(  )

A向上

B向下

C向左

D向右

正确答案

D

解析

解:根据左手定则,让磁感线穿过手心,即手心向上,四指指向电流方向,即垂直向外,大拇指水平向右,故安培力方向水平向右,故ABC错误,D正确.

故选:D.

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题型:简答题
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简答题

(2015秋•东海县期末)如图所示,长L、质量为m的金属杆ab,被两根竖直的金属丝静止吊起,金属杆ab处在方向垂直纸面向里的匀强磁场中.当金属杆中通有方向a→b的电流I时,每根金属丝的拉力大小为T.当金属杆通有方向b→a的电流I时,每根金属丝的拉力大小为2T.求磁场的磁感应强度B的大小.

正确答案

解析

解:金属杆受到的安培力FB=BIL…①

当电流从a→b时,金属杆受力如图1所示,

由平衡条件得:FB+T+T=mg…②

当电流从b→a时,金属杆受力如图2所示,

由平衡条件得:2T+2T=FB+mg…③

由①②③解得:B=

答:磁场的磁感应强度

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题型: 单选题
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单选题

已知通电直导线在某点产生的磁场与通过直导线的电流大小成正比,奥斯特在演示电流的磁效应实验时,具体做法是:在地磁场作用下处于水平静止的小磁针上方,平行于小磁针水平放置一长直导线,当该导线中通有电流时,小磁针将发生偏转,若导线通以电流I1时,小磁针偏转了30°角,若导线通以电流I2时,小磁针偏转了45°角,则电流I1与I2的关系为(  )

AI2=I1

BI2=I1

CI2=I1

DI2=I1

正确答案

B

解析

解:设地磁场磁感应强度为B,当通过电流为I,根据题意可知:地磁场、电流形成磁场、合磁场之间的关系为:

当夹角为30°时,有:B1=kI1=Btan30° ①

当夹角为45°时,有:B2=kI2=Btan45° ②

由①②解得:I2=I1

故选:B.

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题型:简答题
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简答题

(2015秋•佛山期末)如图,两根光滑的平行金属导轨M、N倾斜与水平面成45°角放置,其电阻不计、相距l=0.2m,在导轨上垂直导轨水平放置一根质量m=5×10-2kg的金属棒ab,ab棒的电阻R1=0.5Ω,两金属导轨左端和电源E及小灯泡L相连,电源电动势E=6V,内阻r=0.5Ω;灯泡额定电压4V,电阻R2=2Ω,在装置所在的区域加一个竖直方向的匀强磁场,使ab恰处于静止状态.(不计各处阻值随温度的变化,g取10m/s2)求此时:

(1)灯泡L能否正常发光;

(2)所加磁场的磁感应强度B的大小和方向.

正确答案

解析

解:(1)回路中的电流为:I=

故灯泡两端的电压为:U=IR2=4V,故灯泡能正常发光;

(2)要使导体棒处于平衡状态,ab棒受到的安培力水平向左,根据左手定则可知,磁场方向竖直向下,根据共点力平衡可得:

mgsinθ=BILcosθ

解得:B=T=1.25T

答:(1)灯泡L能正常发光;

(2)所加磁场的磁感应强度B的大小为1.25T,方向竖直向下.

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题型: 单选题
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单选题

下列说法中正确的是(  )

A通电直导线在磁场受到的安掊力没有反作用力

B磁场的方向与通电直导线在磁场中所受安培力的方向总是垂直的

C通电螺线管的磁感线总是从北极出发,终止于南极

D通电直导线在磁场中受到的安掊力越大,该处的磁感应强度一定越大

正确答案

B

解析

解:A、任何力都有它的反作用力;安培力的反作用力为导线对磁体或通电导线的作用力;故A错误;

B、根据左手定则,让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流的方向,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向.所以安培力的方向总是垂直于磁场和通电直导线所构成的平面.故B正确;

C、通电螺线管内部磁感线由南极指向北极,外部由北极指向南极,是闭合的曲线;故C错误;

D、安培力的大小不仅与磁感应强度、电流的大小成正比,还与其电流与磁场之间的夹角有关.安培力大,磁感应强度不一定大;故D错误;

故选:B

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