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题型: 单选题
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单选题 · 3 分

7.一通电直导体棒用两根绝缘轻质细线悬挂在天花板上,静止在水平位置(如正面图)。现在通电导体棒所处位置加上匀强磁场,使导体棒能够静止在偏离竖直方向角(如侧面图)的位置。如果所加磁场的强弱不同,则磁场方向的范围是(以下选项中各图,均是在侧面图的平面内画出的,磁感应强度的大小未按比例画)(   )

A

B

C

D

正确答案

C

解析

对导体棒受力分析可知导体棒受到的安培力与重力和绳子的拉力的合力大小相等,方向相反,故由左手定则可以判断出磁场的方向范围;故C正确,ABD错误

考查方向

本题主要考查安培力

解题思路

对导体棒进行受力分析,根据共点力平衡进行判断,并根据共点力平衡求出磁感应强度的大小

易错点

解决本题的关键通过左手定则判断出安培力的方向

知识点

通电直导线在磁场中受到的力
1
题型: 单选题
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单选题 · 6 分

5.下列关于电场和磁场的说法中,正确的是(  )

A在静电场中,同一个电荷在电势越高的地方所具有的电势能一定越大

B两个静止的完全相同的带电金属球之间的电场力一定等于k为静电力常量,q为小球带电量,r为球心间距离)

C若一小段长为L、通有电流为I的导体,在匀强磁场中某处受到的磁场力为F,则该处磁感应强度的大小一定不小于

D磁场对通直电导线的安培力方向总与BI垂直,但BI之间可以不垂直

正确答案

C,D

解析

正电荷在电势高的地方电荷具有的电势能一定大,而负电荷在电势高的地方电荷具有的电势能一定小.故A错误;

两个点电荷之间的电场力才等于kq2 /r2,距离比较近的两个静止的完全相同的带电金属球之间的电场力不一定等于kq2 /r2.故B错误;

电流在磁场中受到的安培力:F=BILsinθ,所以:B= F/ ILsinθ,可知若一小段长为L、通有电流为I的导体,在匀强磁场中某处受到的磁场力为F,则该处磁感应强度的大小一定不小于F/TL.故C正确;

根据左手定则可知,磁场对通直电导线的安培力方向总与B和I垂直,但B、I之间可以不垂直.故D正确.

考查方向

本题主要考查磁感应强度电势能

解题思路

同一个电荷在电势越高的地方所具有的电势能不一定越大;电流在磁场中受到的安培力:F=BILsinθ,根据左手定则可知,磁场对通直电导线的安培力方向总与B和I垂直,但B、I之间可以不垂直

易错点

电荷在电场中一定受电场力,但通电导线在磁场中不一定受安培力,导线与磁场平行时不安培力

知识点

库仑定律电势能和电势通电直导线在磁场中受到的力
1
题型: 单选题
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单选题 · 6 分

1. 如图所示为水平放置的两根等高固定长直细导线的截面图,O点是两导线间距离的中点,a、b是过O点的竖直线上与O点距离相等的两点,两导线中通有大小相等、方向相反的恒定电流。下列说法正确的是(  )

A两导线之间存在相互吸引的安培力

BO点的磁感应强度为零

CO点的磁感应强度方向竖直向下

Da、b两点的磁感应强度大小相等、方向相反

正确答案

C

解析

A、由图可知,两处电流的方向相反,所以它们之间存在相互排斥的作用力.故A错误.B、C、由安培定则可知,左侧的电流在O处产生的磁场方向竖直向下,右侧的电流在O处产生的磁场方向竖直向下,方向相同,所以合磁场的方向向下.故B错误,C正确.D、结合安培定则,分别作出两处电流在a、b两点的磁场方向如图,可知a、b两点的磁感应强度方向相同.故D错误.

考查方向

本题主要考查通电导线产生的磁场

解题思路

用右手判断通电导线产生的磁场,根据磁场判断磁感应强度

方向相同.故D错误.

易错点

不能准确判断通电导线产生的磁场

知识点

通电直导线在磁场中受到的力安培定则
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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

6.如图所示,ab、cd是固定在竖直平面内的足够长的金属框架。除bc段电阻为R,其余电阻均不计,ef是一条不计电阻的金属杆,杆两端与ab和cd接触良好且能无摩擦下滑,下滑时ef始终处于水平位置,整个装置处于垂直框面的匀强磁场中,ef从静止下滑,经过一段时间后闭合开关S,则在闭合S后,以下说法正确的是(    )

A金属杆ef加速下滑时,有可能做匀变速运动

B金属杆ef的加速度可能大于g

C闭合S的时刻不同,金属杆ef最终匀速运动时电流的功率也不同

D金属杆ef匀速下滑时,金属杆减少的重力势能等于电路消耗的电能

正确答案

B,D

解析

答案有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全对的得3分,有选错的得0分。

设导轨间距为l,则闭合开关后ef做切割磁感线运动的速度为v时产生的感应电动势大小为E=Blv,感应电流I的方向由右手定则可知为ef,受到的安培力,方向竖直向上。对ef受力分析可得mg-F=ma,得到,所以,若闭合开关时安培力小于重力,ef做加速度减小,速度增大的变加速运动;当闭合开关时安培力等于重力,则ef一直做匀速直线运动;而闭合开关时若安培力大于重力,则ef做加速度减小,速度减小的变速运动,最终达到安培力与重力平衡而匀速运动,至于ef的最大加速度则取决于闭合开关的时刻,有可能闭合开关时安培力的大小大于2mg而导致加速度大小大于g

综上分析可知,金属杆ef下滑的过程中可能做的运动为变加速运动或者是匀速运动,而不会是加速度不变的匀变速运动,故A选项错误,B选项正确,然而ef杆最终的运动状态均为与重力平衡时的匀速运动,其速度、感应电流和感应电动势的大小都是相同的,故而匀速运动时电流的功率也是一样的,所以C选项错误。当ef所受安培力与重力相等时,由能量守恒定律可知,ef杆减少的重力势能会完全转化为电阻R的热量,而动能不变,故D选项正确。

考查方向

法拉第电磁感应定律与力学问题、能量问题的综合运用。

解题思路

ef的运动得到感应电动势E,继而求出感应电流I,再根据牛顿运动定律得出加速度a,最后再根据能量守恒定律得出结论。

易错点

对“电源”ef受力分析不准确造成无法得到准确的运动情况和能量关系。

知识点

牛顿第二定律通电直导线在磁场中受到的力感生电动势、动生电动势
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题型:简答题
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简答题 · 10 分

21. 如图所示,两根质量同为m、电阻同为R、长度同为l的导体棒,用两条等长的、质量和电阻均可忽略的长直导线连接后,放在距地面足够高的光滑绝缘水平桌面上,两根导体棒均与桌边缘平行,一根在桌面上,另一根移动到靠在桌子的光滑绝缘侧面上.整个空间存在水平向右的匀强磁场,磁感应强度为B.开始时两棒静止,自由释放后开始运动.已知两条导线除桌边拐弯处外其余部位均处于伸直状态,导线与桌子侧棱间无摩擦.

求:(1)刚释放时,导体棒的加速度大小;(2)导体棒运动稳定时的速度大小;

正确答案

见解析

解析

(1)刚释放时,设细线中拉力为T,根据牛顿第二定律得:
对a棒:mg-T=ma
b棒:T=ma
解得:ag/2
(2)导体棒运动稳定时,设细线中拉力为T′
b棒:T′=0
对a棒:mg=F
又:FBIlB2l2v/2R

解得:v=2mgR/ B2l2

考查方向

本题主要考查导体切割磁感线时的感应电动势牛顿第二定律电磁感应中的能量转化

解题思路

(1)刚释放时,回路中没有感应电流,两棒的加速度大小相等,分别对a、b两棒运用牛顿第二定律列方程,即可求解.

(2)导体棒运动稳定时,两棒都做匀速运动,可知,细线中没有张力,a棒所受的安培力与重力平衡.再根据安培力与速度的关系求解速度

易错点

解决本题关键要正确分析两棒的受力情况,能正确推导感应电荷量q与h的关系,即可运用电磁感应基本规律和牛顿第二定律、能量守恒定律进行求解.

知识点

通电直导线在磁场中受到的力
下一知识点 : 安培定则
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