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题型: 多选题
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多选题

(2015•陕西模拟)质量为m,长为L的导体棒MN电阻为R,起初静止于光滑的水平轨道上,电源电动势为E,内阻不计.匀强磁场的磁感应强度为B,其方向与轨道平面成θ角斜向上方,电键闭合后导体棒开始运动,下列说法正确的是(  )

A导体棒向左运动

B电键闭合瞬间导体棒MN所受安培力为

C电键闭合瞬时导体棒MN所受安培力为

D电键闭合瞬时导体棒MN的加速度为

正确答案

B,D

解析

解:A、开关闭合,由左手定则可知,磁感线穿过掌心,则大拇指向为垂直磁感线向右,从而导致导体棒向右运动.故A错误;

B、当开关闭合后,根据安培力公式F=BIL,与I=可得F=,故B正确,C错误;

D、当开关闭合后,安培力的方向与导轨成90°-θ的夹角,再根据力的分解可得,合力大小,再由牛顿第二定律与安培力的大小可知,加速度a=,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,一根质量m=0.5kg,长L=0.5m的直铜棒用软导线挂在匀强磁场中,当通以向右的电流I=4A时,软导线的拉力恰好为零,求:

(1)磁场的磁感应强度大小,

(2)当铜棒的电流变成向左,大小I′=2A时,求软导线受到的拉力.

正确答案

解析

解:(1)据题意可知,导线的拉力为零,所以由平衡关系得F=mg,

安培力公式F=BIL,

联立以上求得B=2.5T 

(2)当铜棒的电流变成向左,安培力的方向向下,据平衡列方程求得:2F=mg+BI′L,

代入数据求得:F=3.75N                      

答:(1)磁场的磁感应强度大小2.5T,

(2)当铜棒的电流变成向左,大小I′=2A时,求软导线受到的拉力3.75N

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题型:简答题
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简答题

(2015秋•江宁区校级期末)水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ,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,方向与水平面夹角为θ=37°且指向右斜上方,如图所示.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?

正确答案

解析

解:(1)根据左手定则可知,棒ab所受的安培力方向垂直与棒斜向作上方,其受力截面图为:

Fx合=F-Fsinθ=0                      ①

Fy合=FN+Fcosθ-mg=0                    ②

F=BIL=BL                          ③

解①②③式得:FN=mg-=8N;F=sinθ=1.5N.

故当ab棒静止时,ab棒受到的支持力为8N,摩擦力为1.5N.

(2)要使ab棒受的支持力为零,其静摩擦力必然为零,根据(1)问中受力图可知: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=BIL=mg,即:BminL=mg.

解得最小磁感应强度:Bmin==2T,由左手定则判断出这种情况B的方向应水平向右.

故要使ab棒所受支持力为零,B的大小至少2T,方向应水平向右.

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题型: 单选题
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单选题

表面粗糙的斜面固定于地面上,并处于方向垂直纸面向外、强度为B的匀强磁场中.质量为m、带电量为+Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑.在滑块下滑的过程中,下列判断正确的是(  )

A滑块受到的摩擦力不变

B滑块到达地面时的动能与B的大小无关

C滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下

DB很大时,滑块可能静止于斜面上

正确答案

C

解析

解:小滑块受力如图所示;

A、F=QVB,滑动摩擦力F=μFN=μ(mgcosθ+QvB),随速度增加而变大,A错误.

B、若滑块滑到底端已达到匀速运动状态,摩擦力F=mgsinθ=μ(mgcosθ+QvB),

则v=-cosθ),可看v随B的增大而减小,B越大滑块动能越小;若在滑块滑到底端时还处于加速运动状态,则B越大时,滑动摩擦力F越大,滑块克服阻力做功越多,由动能定理可知,滑块到达斜面底端的速度越小,动能越小,B错误.

C、滑块沿斜面向下运动,由左手定则可知,洛伦兹力垂直于斜面向下,故C正确;

D、滑块之所以开始能动,是因为重力的沿斜面的分力大于摩擦力,滑块沿斜面向下做加速运动,当摩擦力、重力的分力与洛伦兹力合力为零时,滑块做匀速直线运动,速度不会为零,不会静止在斜面上,B很大时,一旦运动,不会停止,最终做匀速直线运动,故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,两根通电直导线用四根长度相等的绝缘细线悬挂于O1、O2两点.已知O1O2连线水平,导线静止时绝缘细线与竖直方向的夹角均为θ,四根绝缘细线均与yoz平面平行,现保持导线中的电流大小和方向不变,在导线所在空间加上匀强磁场,绝缘细线与竖直方向的夹角均增大了相同的角度,下列分析不正确的是(  )

A两导线中的电流方向一定相同

B所加磁场的方向可能沿z轴正方向

C所加磁场的方向可能沿y轴负方向

D所加磁场的方向可能沿x轴正方向

正确答案

A,C,D

解析

解:AB、根据平行同向电流互相吸引,反向电流互相排斥可以知道,两道线互相排斥,所以两导线中的电流方向一定相反,所以A错误;

B、磁场的方向沿z轴正向,电流的方向沿x轴,根据左手定则可以判断受到的磁场力在水平方向上,所以B正确;

C,若磁场的方向可能沿y轴负向,两根导线受到的磁场力都在竖直方向上,一个向上一个向下,它们的角度变化一个增加,有一个减小与题不符,所以C错误.

D、若所加磁场的方向沿x轴正方向,电流方向与磁场方向平行,两根导线均不受磁场力,则绝缘细线与竖直方向的夹角会变为零,故D错误;

因选错误的,故选:ACD.

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