- 通电直导线在磁场中受到的力
- 共166题
21．如图所示，电阻不计的“∠”型足够长且平行的导轨，间距L=1 m，导轨倾斜部分的倾角
（1）ab棒由静止释放，当滑至某一位置时，cd棒恰好开始滑动。求这一时刻ab棒中的电流；
（2）若ab棒无论从多高的位置释放，cd棒都不动，分析ab棒质量应满足的条件；
（3）若cd棒与导轨间的动摩擦因数
正确答案
（1）Iab＝2Icd＝3.34A
（2）ma
（3）当ab棒质量无限大，在无限长轨道上最终一定匀速运动，安培力FA趋于无穷大，cd棒所受安培力FAˊ亦趋于无穷大，有：μ≥＝0.75
解析
（1）cd棒刚要开始滑动时，其受力分析如图所示。
由平衡条件得：
又因为
联立以上三式，得Icd＝1.67A，
所以Iab＝2Icd＝3.34A
（2）ab棒在足够长的轨道下滑时，最大安培力
cd棒所受最大安培力应为
由以上两式联立解得：ma
（3）ab棒下滑时，cd棒始终静止，有：
解得：
当ab棒质量无限大，在无限长轨道上最终一定匀速运动，安培力FA趋于无穷大，cd棒所受安培力FAˊ亦趋于无穷大，有：μ≥＝0.75
考查方向
解题思路
1、 由右手定则求出电流方向，再由左手定则求出安培力方向。
2、画出等效电路
易错点
感应电流方向的判断， 安培力方向的判断。
知识点
17.如图甲所示，线圈ABCD固定于匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向外，当磁场变化时，线圈AB边所受安培力向右且变化规律如图乙所示，则磁场的变化情况可能是下列选项中的（ ）
正确答案
解析
解析：由题可知，闭合线圈在变化的磁场中产生感应电流，因为线圈AB边所受安培力向右，根据左手定则可知电流从B到A，再根据楞次定律可判断磁感应强度B向外逐渐增大；AB变所受安培力
考查方向
1、考查线圈在磁场中的受力方向判断；
2、考查楞次定律的应用；
3、考查感应电动势的公式及安培力的计算。
解题思路
1、首先根据AB边受力方向判断电流方向；
2、根据感应电流方向和楞次定律判断磁感应强度的变化；
3、根据感应电动势和安培力的公式分析磁感应强度的变化趋势。
易错点
1、对感应电动势及安培力公式的综合应用不熟悉；
2、对左手定则和楞次定律的应用不熟悉。
知识点
7．如图所示，表面粗糙的水平传递带在电动机的带动下以速度v 匀速运动，在空间中边长为2L的正方形固定区域内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。质量为m，电阻为R，边长为L的正方形金属线圈abcd平放在传送带上，与传送带始终无相对运动，下列说法中正确的是
A在线圈进入磁场过程与穿出磁场过程中，感应电流的方向都沿abcda方向
B在线圈穿过磁场区域的过程中，线圈始终受到水平向左的安培力
C在线圈进入磁场过程中，线圈所受静摩擦力的功率为
D在线圈穿过磁场区域的过程中，电动机多消耗的电能为
正确答案
解析
A、线框向右运动，在线圈进入磁场过程，由右手定则可知，感应电流的方向为adcba，出磁场的过程中，ad边切割磁感线，由右手定则可知，感应电流的方向为abcda方向,故A错误；
B、线框向右运动，进入向上的磁场的过程中，bc边切割磁感线，由右手定则可知，感应电流的方向为adcba方向，由左手定则可知，bc边受到的安培力的方向向左，线框向右运动，出向上的磁场的过程中，感应电流的方向为abcda方向，由左手定则可知，ad边受到的安培力的方向向左，由于磁场的宽度大于线框的宽度，所以当线框全部在磁场中运动的过程中，线框的磁通量不变，没有感应电流，线框不受安培力的作用，故B错误；
C、线框进入磁场和出磁场的过程中产生的电动势是相等的，都是：E=BLv，回路中的电流：
D、进入磁场的时间与出磁场的时间相等，都是：
考查方向
功能关系；功率、平均功率和瞬时功率
解题思路
传送带传送时提供的能量转化为线圈的内能和电能，由右手定则即可判断出感应电流的方向，由楞次定律判断出安培力的方向，由共点力的平衡判断出摩擦力的方向，由功能关系即可判断出产生的电能.
易错点
理解从能量的角度研究电磁感应现象，掌握焦耳定律、E=BLv、欧姆定律和能量如何转化是解题的关键.
教师点评
本题考查了功能关系；功率、平均功率和瞬时功率，在近几年的各省高考题出现的频率较高，常与动能定理等知识点交汇命题.
知识点
5．如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质绝缘细线水平悬挂，处于垂直纸面水平向里的匀强磁场中，棒中通有由M到N的恒定电流，细线中拉力不为零，两细线竖直． 保持匀强磁场磁感应强度大小不变，方向缓慢地转过90°变为竖直向下，在这个过程中( )
正确答案
解析
初始状态时，金属棒受重力、拉力和安培力平衡．当磁场方向由垂直纸面向里缓慢地转过90°变为竖直向下，知安培力的大小FA=BIL不变，方向由竖直向上变为垂直纸面向里．
根据共点力平衡知，细线向纸面内偏转．因为金属棒受重力、拉力和安培力平衡，重力和安培力的合力与拉力大小等值反向，重力和安培力的大小不变，两力之间的夹角由180°变为90°，知两个力的合力一直增大，所以拉力一直增大，故A正确，BCD错误．
考查方向
法拉第电磁感应定律; 通电直导线在磁场中受到的力——安培力
解题思路
根据左手定则判断出安培力的方向，根据安培力方向的变化，结合共点力平衡判断拉力方向和大小的变化.
易错点
关键能够正确的对金属棒受力分析，运用共点力平衡进行分析，注意由于磁场的方向始终与金属棒垂直，安培力的大小始终不变.
教师点评
本题考查了法拉第电磁感应定律; 通电直导线在磁场中受到的力——安培力，在近几年的各省高考题出现的频率较高，常与共点力的平衡条件等知识点交汇命题.
知识点
1．如图分别是直流电动机、摇绳发电、磁电式仪表和电磁轨道炮示意图，其中不是“因电而动”（即在安培力作用下运动）的有（ ）
A
B
C
D
正确答案
解析
A、图中线圈与电源相连，给线圈供电后能使线圈在磁场中转动，属于因电而动，故A错误；
B、摇绳发电是线圈在地磁场中运动产生感应电流，属于因动而电，故B正确；
C、磁电式仪表是线圈通电后在磁场中转动的，属于因电而动，故C错误；
D、电磁炮是导线通电后在磁场中加速运动，属于因电而动，故D错误；故本题选B.
考查方向
电磁感应在生活和生产中的应用
解题思路
电磁感应是指因为穿过线圈磁通量变化产生感应电动势的现象；而电动机是电流在磁场中的受力.
易错点
关键要会区别什么是电磁感应现象，什么是通电导线在磁场中受力.
教师点评
本题考查了电磁感应在生活和生产中的应用，在近几年的各省高考题出现的频率较高，常与功的计算、功能关系等知识点交汇命题.
知识点
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