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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

如图,一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内,通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定,导体棒与轨道垂直且接触良好。在向右匀速通过M.N两区的过程中,导体棒所受安培力分别用FM.FN表示。不计轨道电阻。以下叙述正确的是(          )

AFM向右

BFN向左

CFM逐渐增大

DFM逐渐减小

正确答案

B,C,D

解析

知识点

通电直导线在磁场中受到的力法拉第电磁感应定律
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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

如图所示,不计电阻的光滑U形金属框水平放置,光滑竖直玻璃挡板H、P固定在框上,H、P的间距很小。质量为0.2kg的细金属杆CD恰好无挤压地放在两挡板之间,与金属框接触良好并围成边长为1m的正方形,其有效电阻为0.1Ω。此时在整个空间加方向与水平面成300角且与金属杆垂直的匀强磁场,磁感应强度随时间变化规律是B =(0.4 -0.2t)T,图示磁场方向为正方向。框、挡板和杆不计形变。则:

At = 1s时,金属杆中感应电流方向从C至D

Bt = 3s时,金属杆中感应电流方向从D至C

Ct = 1s时,金属杆对挡板P的压力大小为0.1N

Dt = 3s时,金属杆对挡板H的压力大小为l.2N

正确答案

B,D

解析

知识点

通电直导线在磁场中受到的力感生电动势、动生电动势楞次定律
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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

电磁轨道炮工作原理如图所示。待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动,并与轨道保持良好接触。电流I从一条轨道流入,通过导电弹体后从另一条轨道流回。轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场(可视为匀强磁场),磁感应强度的大小与I成正比。通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出。现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍,理论上可采用的办法是

A只将轨道长度L变为原来的2倍

B只将电流I增加至原来的2倍

C只将弹体质量减至原来的一半

D将弹体质量减至原来的一半,轨道长度L变为原来的2倍,其它量不变

正确答案

B,D

解析

利用动能定理有,B=kI解得。所以正确答案是BD。

知识点

共点力平衡的条件及其应用通电直导线在磁场中受到的力
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题型: 多选题
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多选题 · 5 分

将一段导线绕成图甲所示的闭合电路,并固定在水平面(纸面)内,回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中。回路的圆形区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ,以向里为磁场Ⅱ的正方向,其磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示。用F表示ab边受到的安培力,以水平向右为F的正方向,能正确反映F随时间t变化的图像是

A

B

C

D

正确答案

B

解析

知识点

通电直导线在磁场中受到的力法拉第电磁感应定律
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题型: 单选题
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单选题 · 3 分

4.如图所示,用天平测量匀强磁场的磁感应强度,下列各选项所示的载流线圈匝数相同,边长MN相等,将它们分别挂在天平的右臂下方,线圈中通有大小相同的电流,天平处于平衡状态,若磁场发生微小变化,天平最容易失去平衡的是

A

B

C

D

正确答案

A

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知识点

通电直导线在磁场中受到的力
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题型:简答题
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简答题 · 18 分

11.如图所示,“凸”字形硬质金属线框质量为m,相邻各边互相垂直,且处于同一竖直平面内,ab边长为l,cd边长为2l,ab与cd平行,间距为2l。匀强磁场区域的上下边界均水平,磁场方向垂直于线框所在平面。开始时,cd边到磁场上边界的距离为2l,线框由静止释放,从cd边进入磁场直到ef、pq边进入磁场前,线框做匀速运动,在ef、pq边离开磁场后,ab边离开磁场之前,线框又做匀速运动。线框完全穿过磁场过程中产生的热量为Q。线框在下落过程中始终处于原竖直平面内,且ab、cd边保持水平,重力加速度为g;求

(1)线框ab边将离开磁场时做匀速运动的速度大小是cd边刚进入磁场时的 几倍

(2)磁场上下边界间的距离H

正确答案

(1)设磁场的磁感应强度大小为B,cd边刚进磁场时,线框做匀速运动的速度为v1

E1=2Blv1                                ①

设线框总电阻为R,此时线框中电流为I1,闭合电路欧姆定律,有

设此时线框所受安培力为F1,有

由于线框做匀速运动,其受力平衡,有

mg=F1                                      

由①②③④式得

设ab边离开磁场之前,线框做匀速运动的速度为v2,同理可得

由⑤⑥式得

v2=4v1                               ⑦

(2)线框自释放直到cd边进入磁场前,有机械能守恒定律,有

2mgl=1/2m                         ⑧

线框完全穿过磁场的过程中,由能量守恒定律,有

由⑦⑧⑨式得

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通电直导线在磁场中受到的力法拉第电磁感应定律电磁感应中的能量转化
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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

19.如图所示,abcd为水平放置的平行“”形光滑金属导轨,间距为l,导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度大小为B,导轨电阻不计。已知金属杆MN倾斜放置,与导轨成θ角,单位长度的电阻为r,保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触良好)。则(    )

A电路中感应电动势的大小为

B电路中感应电流的大小为

C金属杆所受安培力的大小为

D金属杆的发热功率为

正确答案

B

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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: 多选题
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多选题 · 6 分

如图1所示,两根光滑平行导轨水平放置,间距为L,其间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B。垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒。从t=0时刻起,棒上有如图2所示的持续交流电流I,周期为T,最大值为Im,图1中I所示方向为电流正方向。则金属棒

A一直向右移动

B速度随时间周期性变化

C受到的安培力随时间周期性变化

D受到的安培力在一个周期内做正功

正确答案

A,B,C

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由图像得棒是先加速再减速,再加速再减速,一直向右运动,A对的;一个周期内棒先匀加速再匀减速运动,B对的;由F=BIL,安培力随时间做周期性的变化,C对的;受到的安培力在一个周期内先做正功后做负功,D错的。

知识点

通电直导线在磁场中受到的力
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题型:简答题
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简答题 · 15 分

7.音圈电机是一种应用于硬盘、光驱等系统的特殊电动机。题7图是某音圈电机的原理示意图,它由一对正对的磁极和一个正方形刚性线圈构成,线圈边长为,匝数为,磁极正对区域内的磁感应强度方向垂直于线圈平面竖直向下,大小为,区域外的磁场忽略不计。线圈左边始终在磁场外,右边始终在磁场内,前后两边在磁场内的长度始终相等。某时刻线圈中电流从P流向Q,大小为

(1)求此时线圈所受安培力的大小和方向。

(2)若此时线圈水平向右运动的速度大小为,求安培力的功率.

正确答案

(1)安培力的大小:    方向:水平向右

(2)安培力的功率:

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知识点

通电直导线在磁场中受到的力
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题型:简答题
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简答题 · 20 分

24.小明同学设计了一个“电磁天平”,如图1所示,等臂天平的左臂为挂盘,右臂挂有矩形线圈,两臂平衡。线圈的水平边长L=0.1m,竖直边长H=0.3m,匝数为。线圈的下边处于匀强磁场内,磁感应强度,方向垂直线圈平面向里。线圈中通有可在0~2.0A范围内调节的电流I。挂盘放上待测物体后,调节线圈中电流使得天平平衡,测出电流即可测得物体的质量。(重力加速度取

(1)为使电磁天平的量程达到0.5kg,线圈的匝数至少为多少

(2)进一步探究电磁感应现象,另选匝、形状相同的线圈,总电阻,不接外电流,两臂平衡,如图2所示,保持不变,在线圈上部另加垂直纸面向外的匀强磁场,且磁感应强度B随时间均匀变大,磁场区域宽度。当挂盘中放质量为0.01kg的物体时,天平平衡,求此时磁感应强度的变化率

正确答案

(1)匝(2)

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知识点

通电直导线在磁场中受到的力法拉第电磁感应定律
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