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题型: 单选题
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单选题

如图,在光滑水平桌面上,有两根弯成直角的相同金属棒,它们的一端均可绕固定转动轴O自由转动,另一端b互相接触,组成一个正方形线框,正方形每边长度均为L.匀强磁场的大小为B,方向垂直桌面向下,当线框中通以图示方向的电流I时,则下列说法正确的是(  )

A两金属棒在b点的相互作用力大小为F=BIL

B两金属棒在b点的相互作用力大小为F=BIL

C转轴O对棒 Oab的作用力大小为F=BIL,方向水平向左

D转轴O对棒 Oab的作用力大小为F=BIL,方向沿aO方向

正确答案

C

解析

解:由题意可知,每边受到的安培力大小为BIL,由几何关系,结合力的合成法则,则有:左直角边产生的合力为BIL,右直角边的合力也是BIL,

AB、设两金属棒在b点的相互作用力为F,因两金属棒在b点的相互作用力为f,根据力矩平衡方程,则有:BIL×L=F×L,解得:F=;故AB错误;

CD、据图可知,两根弯成直角的相同金属棒,在安培力、相互接触点b和转动轴O的作用下三力平衡;由于每个金属棒所受的安培力为BIL,据平衡得:转轴O对棒 Oab的作用力大小为F=BIL,方向水平向左;转轴O对棒 Oab的作用力大小为F=BIL,方向沿右方向,故C正确,D错误.

故选:C.

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题型:填空题
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填空题

在如图所示的两图中画出图中所示情形下通电导线I所受磁场力的方向.

正确答案

解析

解:根据左手定则,导线所受安培力方向,如图所示.

图1中安培力水平向左,图2中安培力竖直向上

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题型:填空题
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填空题

把长度L=0.10m的直导线全部放入竖直向上的匀强磁场中,保持导线和磁场方向垂直.已知磁场的磁感应强度B=5.0×10-3T,当导线中通过的电流I=3.0A时,如甲图所示该直导线受到的安培力的大小是______N,方向______;如乙图所示,若其他条件不变,导线与磁场方向平行,此时导线所受的安培力大小为______N.

正确答案

1.5×10-3

水平向右

0

解析

解:导体棒长为L=0.1m,磁感应强度B=5.0×10-3T,电流为I=3A,并且导体棒和磁场垂直,

所以导体棒受到的安培力大小为:

F=BIL=5.0×10-3×3×0.1N=1.5×10-3N,由左手定则知安培力方向水平向右;

当导线和磁场方向平行放置,导线不受安培力的作用,所以F=0.

故答案为:1.5×10-3;水平向右;0.

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题型: 多选题
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多选题

如图所示为某种电流表的原理示意图,质量为m的均质细金属棒MN的中点处通过一挂钩与一竖直悬挂的轻弹簧相连,绝缘弹簧劲度系数为k.在矩形区域abcd内有匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外.与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数,MN的长度大于ab的长度.当MN中没有电流通过且处于平衡状态时,MN与矩形区域的cd边重合,当MN中有电流通过时,指针示数颗表示电流强度.已知k=2.0N/m,ab的长度为0.20m,bc的长度为0.050m,B=0.20T,重力加速度为g(  )

A当电流表示数为零时,弹簧的伸长量为

B若要电流表正常工作,应将MN的M端与电源负极相接

C该电流表的量程是2.5A

D若将量程扩大到2倍,磁感应强度应变为0.40T

正确答案

A,C

解析

解:A、设弹簧的伸长为△x,则有:mg=k△x…①

由①式得:…②

故当电流表示数为零时,弹簧伸长量为,故A正确.

B、为使电流表正常工作,作用于通有电流的金属棒MN的安培力必须向下.跟左手定则可知金属棒中电流从M端流向N端,因此M端应接正极.

故若要电流表正常工作,MN的M端应接正极,故B错误

C、设满量程时通过MN的电流强度为Im,则有:

BImab+mg=k(bc+△x)…③

联立①③并代入数据得:Im=2.5 A…④

故此电流表的量程是2.5A,故C正确

D、设量程扩大后,磁感应强度变为B′,则有:2B′Imab+mg=k(bc+△x)…⑤

由①⑤得解得:B‘=0.10 T           

故若将量程扩大2倍,磁感应强度应变为0.10T,故D错误

故选:AC

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题型:简答题
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简答题

(2015秋•太原校级期末)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,匝数为n,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.然后使磁场反向,大小不变,这时需要在左盘中增加质量为m的砝码,才能使两臂再次达到新的平衡.(重力加速度为g)

(1)导出用n、m、L、I、g计算B的表达式;

(2)当n=10,L=10.0cm,I=0.10A,m=5.00g时,磁感应强度是多少?(取g=10m/s2

正确答案

解析

解:(1)设左右砝码质量分别为m1、m2,线圈质量为m0,当磁场方向垂直向里时,根据平衡条件有:

m1g=(m0+m2)g-nILB

当磁场方向垂直向外时,根据平衡条件有:

(m1+m)g=(m0+m2)g+nILB

联列解得:

(2)代入数值解得:B=0.25T

答:(1)导出用n、m、L、I、g计算B的表达式为

(2)当n=10,L=10.0cm,I=0.10A,m=5.00g时,磁感应强度是0.25T

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