- 磁场
- 共6748题
正确答案
解析
解：图中，当闭合开关后，可以观察到磁场中的金属棒在导轨上运动，这说明通电导体在磁场中受到力的作用，
电热水壶、电饭锅、电熨斗都是利用了电流的热效应设计的，电风扇是利用了通电导体在磁场中受到力的作用的原理制成的，故C正确．
故选：C．
正确答案
解析
解：逆向解题法．
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，直导线不能平衡，所以A错误；
B、磁感应强度方向为y正向，根据左手定则，直导线所受安培力方向沿z正方向，根据平衡条件，当BIL刚好等于mg时，绳的拉力为零，所以B=
C、当磁场沿x正方向时，磁场与电流平行，导线不受安培力，导线不可能向右偏转，悬线与竖直方向的夹角θ=0°，不符合题意，故C错误；
D、磁感应强度方向沿沿Z负方向时，根据左手定则，直导线所受安培力方向垂直于纸面向外，根据平衡条件：BIL=mgtanθ，得：B=
故选：BD
（1）认为导轨与金属杆之间最大静摩擦力约等于滑动摩擦力，则最大静摩擦力多大？
（2）t1时刻外力的功率多大？
（3）若在t=0时刻起，B从B0开始随时间变化，可保持金属杆中没有感应电流，求出B随时间变化关系．
正确答案
解析
解：（1）ab开始运动时，受到的安培力等于摩擦力，
则有：
（2）根据功率的表达式，则有：
（3）经过任意t时间，都应满足
解得：
答：（1）认为导轨与金属杆之间最大静摩擦力约等于滑动摩擦力，则最大静摩擦力
（2）t1时刻外力的功率
（3）若在t=0时刻起，B从B0开始随时间变化，可保持金属杆中没有感应电流，B随时间变化关系：
请画出安培力的方向
正确答案
解析
解：已知电流方向垂直向内，磁感应强度方向水平向右，根据左手定则，安培力竖直向下，如图所示：
答：如图所示．
（1）根据圆环受力平衡，判断强磁极的极性；
（2）若此时圆环各处的磁场方向均与竖直方向的夹角为30°，求圆环处磁感应强度的大小；
（3）实验经历近一年时间（约3．O×107秒），测量发现圆环高度下降了3cm，而圆环电流却没有变化．实际上圆环电流变小了，只是实验仪器检测不出电流的变化，可以认为电流几乎不变．求超导圆环的电阻率．
正确答案
解析
解：（1）由安培定则知，超导圆环下方为N极，二者相斥，强磁极也为N极；
故强磁极为N极；
（2）对圆环受力分析，可等效成直导线，竖直方向有
mg=F安cos60°=BILcos60°；
圆环周长L=2πr=0.8m；
代入上式可得B=25T；
故圆环处磁感应强度的大小为25T；
（3）圆环下降过程，由能量守恒定律有
代入数据得ρ=1.25×10-11Ω•m；
故超导圆环的电阻率约为1.25×10-11Ω•m；
答：（1）强磁极为N极；
（2）圆环处磁感应强度的大小为25T；
（3）超导圆环的电阻率约为1.25×10-11Ω•m．
将长度为20cm、通有0.1A电流的直导线垂直放入一匀强磁场中，已知磁感应强度为1T．试求出导线所受安培力的大小．
正确答案
解析
解：由公式知，F=BIL=1×0.1×0.2=0.02N；
答：安培力大小为0.02N．
正确答案
0.04
水平向右
解析
解：安培力的大小F=BIL=0.10×2×0.2N=0.04N，根据左手定则知，安培力的方向水平向右．
故答案为：0.04，水平向右．
正确答案
解析
解：初始时刻电流：I=
要能由静到动，则：BIL＞f；
故：B
达到平衡状态时，有：
E-BLv=I′r （BLv为反电动势）
FA=BI′L
FA-f=0
联立，有：
故：
v=
联立①②得到，当B=1T时，v有最大值，为12m/s；
答：为了使金属棒的运动速度最大，磁感应强度B应为1T，此情形下棒的最大速度是12m/s．
（1）此时导体棒ab受到安培力的大小和方向．
（2）试计算，此后的1分钟内，导体棒ab上的发热量．
正确答案
解析
解：（1）导体棒ab受到安培力的大小为：F安=ILB=0.5×0.2×1N=0.1N，由左手定则判断安培力方向水平向右
（2）导体棒ab上电流的热功为：P=I2Rt=0.25×6×60W=90J
答：（1）导体棒ab受到安培力的大小为0.1N，方向水平向右；
（2）导体棒ab上电流的热功为90J
关于通电导线在磁场中所受的安培力，下列说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、根据左手定则可知，安培力方向与磁场和电流组成的平面垂直，即与电流和磁场方向都垂直，故A错误；
B、根据A选项的论述可知，B正确；
C、当电流方向与磁场的方向平行，所受安培力为0，而此时的磁感应强度不为零，故C错误；
D、根据安培力受力特点可知：当导线的方向与磁场方向垂直时，安培力最大，为F=BIL，故D错误．
故选B．
质量为m，长度为L的金属细杆放在倾角为θ的斜面上，杆与斜面间的动摩擦因数为μ．杆中通有垂直纸面向里的恒定电流．整个装置处在如图所示的匀强磁场中，金属杆处于静止状态．其中杆与斜面间的摩擦力可能为零的是（ ）
正确答案
解析
解：①、根据左手定则判断出该图中安培力的方向沿水平向右，所以该导体棒受到的重力、支持力与安培力可以处于平衡状态，则摩擦力可能为0．故①可能；
②、根据左手定则判断出该图中受到的安培力的方向竖直向上，若导体棒受到的重力与支持力平衡，则安培力的可以为0，故②是可能的；
③、根据左手定则判断出该图中安培力的方向竖直向下，所以该导体棒受到的摩擦力不能为0．故③不可能；
④、根据左手定则判断出该图中安培力的方向沿着斜面向上，棒受到重力、支持力与安培力可以平衡，所以该导体棒受到的摩擦力可能为0．故④可能．
故选：C．
（2015秋•银川期末）质量为m的通电细杆置于倾角为θ的导轨上，导轨的宽度为d，杆与导轨间的动摩擦因数为μ，有电流通过杆，杆恰好静止于导轨上．在如图所示的A、B、C、D四个图中，杆一定受到导轨的摩擦力的有（ ）
A
B
C
D
正确答案
解析
解：A、杆子受重力、水平向右的安培力和斜面的支持力，若三个力平衡，则不受摩擦力，故A错误；
B、杆子受重力、竖直向上的安培力，由于杆子平衡，故重力与安培力相等，即二力平衡，一定没有摩擦力，故B错误；
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正确；
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正确；
故选：CD
正确答案
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解：当金属棒匀速运动时有：Ff=BI1L
当金属棒中电流为8A时，根据牛顿第二定律：BI2L-Ff=ma
联立以上方程代入数据解得：B=1.2T
答：磁场的磁感应强度大小为1.2T．
A整个线框受到的合力方向与BD连线垂直
B整个线框沿y轴方向所受合力为0
C整个线框在x轴方向所受合力为
D整个线框在x轴方向所受合力为
正确答案
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解：从已知可得AD边处的磁场强度B1=ka，则AD边受到的安培力大小为FAD=B1IL=ka2I，根据左手定则知，方向沿x轴负方向；
BC边处的磁场强度B2=2ka，则BC边受到的安培力大小为FBC=B2IL=2ka2I，根据左手定则知，方向沿x轴正方向；
则整个线框在x轴方向所受合力为FBC-FAD=ka2I，方向沿x轴正方向，故CD错误；
沿y轴方向磁场分布是不变的，则DC和EB边的磁感应强度都相同，设为B
则DC边受到的安培力大小为FDC=BIL=BIa，根据左手定则知，方向沿y轴正方向；
EB边受到的安培力大小为FBE=BIL=BIa；根据左手定则知，方向沿y轴负方向；
因此整个线框沿y轴方向所受合力为FDC-FEB=0，故B正确；
整个线框受到的合力大小为ka2I，方向沿x轴正方向，与AD、BC垂直，不与BD垂直，A错误；
故选：B
（1）求磁场的磁感应强度B的大小；
（2）若棒cd能追上棒ab，求磁场区域的宽度x满足什么条件？
正确答案
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解：（1）cd棒从开始释放到运动到磁场上边界时所用时间为 t=t1+t2=5s
cd棒未进磁场时的加速度 a=
cd棒刚进入磁场时的速度为 v=at=gtsinα
此时cd棒产生的感应电动势为 E=BLv
电流为 I=
因为棒cd进入磁场区域做匀速直线运动，则有 mgsinα=BIL=
可得 B=
（2）两棒均离开磁场后做加速度相同的匀加速运动，若要使能追上棒ab，cd棒出磁场的速度必须大于此时ab棒的速度．
S闭合时ab棒静止，此时干路中电流为 I=
通过ab棒的电流 I1=
根据平衡条件得：mgsinθ=BI1L
可得 sinθ=
当cd棒出磁场时，ab棒运动的时间为 t0=t2+
此时ab棒的速度为 v0=at0；
要满足题目的要求，则须满足的条件是：v＞v0
即 gtsinα＞gsinα（t2+
化简得：t＞t2+
可得：x＜（t-t2）gtsinα=（5-4）×10×5×0.04m=2m
即x＜2m时棒cd能追上棒ab．
答：
（1）磁场的磁感应强度B的大小是0.4T．
（2）若棒cd能追上棒ab，磁场区域的宽度x满足的条件是x＜2m．
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