磁场_章节学习_百度题库

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题型：单选题

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单选题

（2015秋•太原期末）如图在倾角为30o的斜面上，水平固定-根0.20m长的铜棒，其两端用软导线与电源连接，铜棒中通有2A的电流，方向如图所示．现在空间加上竖直向上磁感应强度大小为0.4T的匀强磁场，则铜棒在该磁场中受到的安培力的大小和方向分别是（　　）

A0.16N 水平向右

B0.16N 水平向左

C0.10N 水平向右

D0.10N 水平向左

正确答案

A

解析

解：铜棒所受的安培力为：

F=BIL=0.4×2×0.2N=0.16N．

根据左手定则知，安培力的方向水平向右．

故选：A．

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题型：多选题

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多选题

如图所示为一个质量为m、带电荷量为+q的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中．现给圆环向右初速度v0，在以后的运动过程中，圆环运动的速度图象可能是（　　）

A

B

C

D

正确答案

A,C,D

解析

解：由左手定则可知圆环所受洛伦兹力F洛=qvB的方向竖直向上，细杆对圆环的支持力FN，圆环所受滑动摩擦力f=μFN，圆环所受重力G=mg方向竖直向下，

当qvB=mg时，FN=0，故f=0，故圆环做匀速直线运动，故A正确．

当qvB＜mg时，细杆对圆环的支持力FN方向竖直向上，FN=mg-qvB，故f＞0，物体作减速运动，随速度v的减小FN逐渐增大，故滑动摩擦力f逐渐增大，故物体的加速度a=逐渐增大，即物体作加速度逐渐增大的变减速运动，故C正确，而B错误．

当qvB＞mg时，细杆对圆环的支持力FN方向竖直向下，FN=qvB-mg，故f＞0，物体作减速运动，随速度v的减小FN逐渐减小，故滑动摩擦力f逐渐减小，故物体的加速度a=逐渐减小，即物体作加速度逐渐减小的变减速运动，当qvB=mg时，FN=0，故f=0，故圆环做匀速直线运动，故D正确．

故选ACD．

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题型：填空题

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填空题

如图所示，磁极间存在水平磁场，磁感应强度B为0.4T．水平放置的导线AC与磁场方向垂直，导线每米长度的重力为1N．导线恰好悬在空中平衡，则导线中的电流方向是______；电流大小为______ A．

正确答案

C到A

2.5

解析

解：导线受重力与安培力平衡有：mg=BIL

则，由左手定则得，电流的方向由C到A．

故答案为：C到A，2.5．

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题型：简答题

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简答题

如图所示，电动势E=12.0V，金属棒ab质量m=0.3kg，平行导轨与水平面互成θ角，θ=30°，两导轨间的宽度L=1.0m，导轨光滑．现加一垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度为B=1.0T，R为可调电阻，ab棒静止在导轨上，（不计回路中的其它电阻）．

（1）画出平面受力图；

（2）求可调电阻的值R1．

正确答案

解析

解：（1）导体受重力，支持力及安培力，通过受力分析可得

（2）受力如图，可得：mgsin30=F安

F安=BIL

I=

联立解得R=8Ω

答：（1）平面受力图如上图；

（2）可调电阻的值R1为8Ω

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题型：填空题

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填空题

在赤道附近的地磁场可看做是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15m，通有从东向西的电流10A，问地磁场对这根导线的作用力大小为______，方向为______．

正确答案

7.5×10-3 N

竖直向下

解析

解：安培力的公式可得：

F=BIL=0.50×10-4×15×10N=7.5×10-3N；

地球的磁场的方向向北，电流的方向向西，由左手定则可得，安培力的方向竖直向下；

故答案为：7.5×10-3N，竖直向下

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题型：多选题

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多选题

电磁轨道炮工作原理如图所示．待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触．电流I从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回．轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度的大小与I成正比．通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出．现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的办法是（　　）

A只将轨道长度L变为原来的2倍

B只将电流I增加至原来的2倍

C只将弹体质量减至原来的一半

D将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，其它量不变

正确答案

B,D

解析

解：通电的弹体在轨道上受到安培力的作用，

利用动能定理有BIl•L=mv2，

磁感应强度的大小与I成正比，所以B=kI

解得．

A、只将轨道长度L变为原来的2倍，弹体的出射速度增加至原来的倍，故A错误

B、只将电流I增加至原来的2倍，弹体的出射速度增加至原来的2倍，故B正确

C、只将弹体质量减至原来的一半，弹体的出射速度增加至原来的倍，故C错误

D、将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，其它量不变，弹体的出射速度增加至原来的2倍，故D正确．

故选：BD．

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题型：简答题

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简答题

如图所示，两根足够长的光滑平行导轨与水平面成θ=60°角，导轨间距为L，将直流电源、电阻箱和开关串联接在两根导轨之间，整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m的导体棒MN垂直导轨水平放置在导轨上，导体棒与两根导轨都接触良好，重力加速度为g，若磁场方向垂直导轨平面向上，当电阻箱接入电路的电阻为R1时，闭合开关后，电路中电流为I1，导体棒MN恰能静止在导轨上；若磁场方向竖直向上，当电阻箱接入电路的电阻为R2时，闭合开关后，电路中电流为I2，导体棒MN也恰能静止在导轨上，导轨的电阻可忽略不计，求：

（1）电流I2的大小和方向；

（2）电流I2的大小；

（3）电源的电动势和内阻．

正确答案

解析

解：（1）磁场方向垂直于轨道面时，由左手定则可知，安培力的方向沿斜面向上，MN受力如上面答图所示．

电流方向由M指向N，根据物体平衡条件可得：

F1-mgsinθ=0

又安培力：F1=BI1L

解得电流强度为：I1=

（2）磁场方向竖直向上时，由左手定则可知，安培力的方向水平向右，MN受力如下面答图所示．

根据物体平衡条件可得：F2cosθ-mgsinθ=0

又安培力：F2=BI2L

解得：

（3）设除电阻箱外，电路中其他电阻为r．根据闭合电路欧姆定律，当电阻箱接入电路的电阻为R1时，有：

I1=

当电阻箱接入电路的电阻为R2时，有：I2=

联立以上方程解得：E=，r=3R1-2R2

答：（1）MN中电流I1的大小方向由M指向N；

（2）MN中的电流I2的大小

（3）电源的电动势，内电阻是3R1-2R2．

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题型：简答题

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简答题

两根完全相同的轻质弹簧将长度L=50cm，质量m=20g的金属杆悬挂起来，如图所示．金属杆处于水平状态，且处在垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度B=0.8T．已知每个弹簧的劲度系数均为k=0.1N/cm，g取10m/s2．为了使弹簧处于原长，金属杆中应通以什么方向的电流？电流强度是多大？

正确答案

解析

解：要使弹簧恢复原长，安培力方向应向上，由左手定则可判定电流方向为由左向右；当安培力等于重力时弹簧恢复原长，有：

BIL=mg，

解得：I=A=0.5A．

答：要使弹簧恢复原长，应通入由左向右的电流；电流强度为0.5A

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题型：简答题

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简答题

如图甲所示，质量为m=50g，长l=10cm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B=T，未通电时，轻线在竖直方向，通入恒定电流后．

（1）棒向外偏转的最大角度θ=37°，求此棒中恒定电流的大小；

（2）若棒静止时，悬线与竖直方向间夹角θ=37°，求此棒中恒定电流的大小．

正确答案

解析

解：（1）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（l-cos37°）

由动能定理得BIl2sin37°-mgl（l-cos37°）=0

解得．I==5A

（2）对铜棒受力分析，受重力、绳的拉力、安培力，侧视图如图（从右向左看）：

由共点力平衡条件可得：

Tsinθ=F安=BIl

Tcosθ=mg

解得：I==7.5A

答：（1）棒向外偏转的最大角度θ=37°，此棒中恒定电流的大小为5A；

（2）若棒静止时，悬线与竖直方向间夹角θ=37°，此棒中恒定电流的大小为7.5A

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题型：单选题

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单选题

为了简化安培的实验，我们可以用如图所示的装置探究影响安培力方向的因素．实验中如果发现导体棒被推出磁铁外，则此时磁铁的磁极和电流方向可能是（　　）

A磁铁N极在上，电流方向A→B

B磁铁N极在上，电流方向B→A

C磁铁S极在上，电流方向B→A

D以上三种情况都有可能

正确答案

B

解析

解：A、磁铁N极在上，电流方向A→B，由左手定则可知，导体棒受到的安培力向里，不符合题意，故A错误；

B、磁铁N极在上，电流方向B→A，由左手定则可知，导体棒受到的安培力向外，符合题意，故B正确；

C、磁铁S极在上，电流方向B→A，由左手定则可知，导体棒受到的安培力向里，不符合题意，故C错误；

D、由以上分析可知，A、C两种情况是不可能的，故D错误；

故选B．

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题型：多选题

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多选题

如图，金属杆ab的质量为m、通过的电流为I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，平行导轨间的距离为L，结果ab静止且紧压于水平导轨上．若磁场方向与导轨平面成θ角，金属杆ab与水平导轨间的摩擦系数为μ，则以下说法正确的是（　　）

A金属杆ab所受的安培力大小为BILsinθ

B金属杆ab所受的安培力大小为BIL

C金属杆ab所受的摩擦力大小为BILsinθ

D金属杆ab所受的摩擦力大小为μmg

正确答案

B,C

解析

解：作出金属杆受力的主视图，如图．根据平衡条件得

Ff=BILsinθ

FN=mg-BILcosθ

电流和磁场垂直，故FA=BIL

故选：BC

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题型：填空题

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填空题

通电导线在磁场中一定受安培力的作用．______．（判断对错）

正确答案

错误

解析

解：当导线的方向与磁场的方向平行，所受安培力为0，最小；当导线的方向与磁场方向垂直时，安培力最大，为F=BIL．说明安培力大小与导线和磁场夹角有关，故通电导线在磁场中一定受安培力的作用错误

故选：错误

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题型：单选题

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单选题

如图所示，铜棒ab长0.1m，质量为6×10-2kg，两端用轻铜线悬挂，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，现使铜棒中保持通有恒定电流I=9A，铜棒发生偏转，平衡时轻铜线的偏转角为37°，则匀强磁场的磁感应强度为（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）（　　）

A0.4T

BT

C0.5 T

DT

正确答案

C

解析

解：导体棒处于平衡状态，设绳子拉力为T，因此有：

Tcosθ=mg…①

Tsinθ=F安=BIL…②

联立①②解得：B=tanα=

故C正确，

故选：C

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题型：单选题

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单选题

如图所示，在光滑水平面上一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时磁铁对水平面的压力为N1，现在磁铁左上方位置固定一导体棒，当导体棒中通以垂直纸面向里的电流后，磁铁对水平面的压力为N2，则以下说法正确的是（　　）

AN1＞N2

BN1＜N2

C弹簧长度将变长

D弹簧长度将不变

正确答案

A

解析

解：开始时磁体受重力和支持力，二力平衡，故弹簧处于原长，磁体对地压力等于磁体的重力；

通电后，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所示，由左手定则可判断出通电导线所受安培力方向如图所示；

由牛顿第三定律可知，条形磁铁受到的电流对磁体的作用力斜向左上方，如图所示，故磁体对地面的压力减小，同时弹簧缩短；

所以选项A正确，选项BCD错误．

故选：A．

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题型：填空题

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填空题

一通电直导线用细线悬挂于匀强磁场中，磁场及电流方向如图所示．通电导线所受安培力的方向向______（填“上”“下”）

正确答案

下

解析

解：由左手定则可知，电流水平向右，而磁场向外，则安培力一定竖直向下；

故答案为：下．

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