磁场对通电导线的作用_章节学习

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题型：单选题

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单选题

一根直导线南北放置，当导线中开始通以由北向南的电流时，在直导线上方放置的小磁针的N极应（　　）

A由北向东偏转

B由北向西偏转

C由南向东偏转

D由南向西偏转

正确答案

B

解析

解：地磁场由南至向北，故只在地磁场作用下，小磁针的N极指向北，当通电导线通由北向南的电流时，在导线上方会产生由东向西的磁场，故小磁针的N极将由北向西偏转，故B正确

故选：B

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题型：简答题

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简答题

有两个相同的全长电阻为9Ω的均匀光滑圆环，固定于一个绝缘的水平台面上，两环分别在两个互相平行的、相距为20cm的竖直面内，两环的连心线恰好与环面垂直，两环面间有方向竖直向下的磁感应强度B=0.87T的匀强磁场，两环的最高点A和C间接有一内阻为0.5Ω的电源，连接导线的电阻不计．今有一根质量为10g，电阻为1.5Ω的棒置于两环内侧且可顺环滑动，而棒恰好静止于如图所示的水平位置，它与圆弧的两接触点P、Q和圆弧最低点间所夹的弧对应的圆心角均为θ=60°，取重力加速度g=10m/s2．试求此电源电动势E的大小．

正确答案

解析

解：在题图中，从左向右看，棒PQ的受力如图14所示，棒所受的重力和安培力FB的合力与环对棒的弹力FN是一对平衡力，且FB=mgtanθ=mg

而FB=IBL，所以I=

= A=1 A

在题图所示的电路中两个圆环分别连入电路中的电阻为R，则R═2Ω

由闭合电路欧姆定律得E=I（r+2R+R棒）=1×（0.5+2×2+1.5）V=6 V

答：此电源电动势E的大小为6V

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题型：简答题

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简答题

“电磁炮”是利用电磁力对弹体加速的新型武器，具有速度快，效率高等优点．如图是“电磁炮”的原理结构示意图．光滑水平加速导轨电阻不计，轨道宽为L=0.2m．在导轨间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B=1×102T．“电磁炮”弹体总质量m=0.2kg，其中弹体在轨道间的电阻R=0.4Ω．可控电源的内阻r=0.6Ω，电源的电压能自行调节，以保证“电磁炮”匀加速发射．在某次试验发射时，电源为加速弹体提供的电流是I=4×103A，不计空气阻力．求：

（1）弹体所受安培力大小；

（2）弹体从静止加速到4km/s，轨道至少要多长？

（3）弹体从静止加速到4km/s过程中，该系统消耗的总能量；

（4）请说明电源的电压如何自行调节，以保证“电磁炮”匀加速发射．

正确答案

解析

解：（1）在导轨通有电流I时，炮弹作为导体受到磁场施加的安培力为：

F=ILB=8×104N

（2）由动能定理：Fx=

弹体从静止加速到4000m/s，轨道至少要x==20m

（3）由F=ma，v=at

发射过程产生的热量：Q=I2（R+r）t=1.6×105J

弹体的动能：

系统消耗的总能量E=Ek+Q=1.76×106J

（4）由于弹体的速度增大，弹体切割磁感线产生感应电动势，电源的电压应增大，抵消产生的感应电动势，以保证电源为加速弹体提供恒定的电流，是电磁炮匀加速发射．

答：（1）弹体所受安培力大小8×104N；

（2）弹体从静止加速到4km/s，轨道至少要20m

（3）弹体从静止加速到4km/s过程中，该系统消耗的总能量1.76×106J；

（4）由于弹体的速度增大，弹体切割磁感线产生感应电动势，电源的电压应增大，抵消产生的感应电动势，以保证电源为加速弹体提供恒定的电流．

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题型：单选题

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单选题

（2015秋•湖州校级期中）如图所示，AC是一个用长为L的导线弯成的、以O为圆心的四分之一圆弧，将其放置在与平面AOC垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中．当在该导线中通以由C到A，大小为I的恒定电流时，该导线受到的安培力的大小和方向是（　　）

A2BIL，垂直AC的连线指向左下方

B，垂直AC的连线指向左下方

C，平行于OC向右

DBIL，平行于OC向左

正确答案

B

解析

解：直导线折成半径为R的圆弧形状，在磁场中的有效长度为L′=R，

又L=

联立解得L

则安培力为：F=BIL′=

安培力的方向与等效长度的直线垂直，根据左手定则可得，安培力的方向垂直AC的连线指向左下方．

故选：B．

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题型：单选题

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单选题

如图所示，金属棒MN用绝缘细线悬吊在垂直纸面向里的匀强磁场中，电流方向由M→N，此时悬线的拉力不为零，要使悬线的拉力变为零，可采用的办法是（　　）

A将磁场方向反向，并适当增大磁感应强度

B将电流方向反向，并适当增大电流强度

C将磁场方向反向，适当减小磁感应强度

D电流方向不变，适当增大电流强度

正确答案

D

解析

解：棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N，根据左手定则可得，安培力的方向竖直向上，由于此时悬线上有拉力，为了使拉力等于零，则安培力必须增加．所以适当增加电流强度，或增大磁场的磁感应强度，故ABC错误，D正确；

故选：D．

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题型：单选题

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单选题

（2015秋•西昌市期末）如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质悉线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ，如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是：（　　）

A金属棒质量变大，θ角变大

B两悬线等长变短，θ角变小

C棒中的电流变大，θ角变大

D磁感应强度变大，θ角变小

正确答案

C

解析

解：导体棒受力可知，tanθ=；

A、金属棒质量变大，θ角变小，故A错误

B、两悬线等长变短，θ角不变，故B错误；

C、棒中电流I变大，θ角变大，故C正确；

D、磁感应强度变大，θ角变大，故D错误；

故选：C．

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题型：单选题

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单选题

物理学在揭示现象的本质过程中不断发展，下列说法错误的是（　　）

A磁铁周围存在磁场，是因为磁铁内有取向基本一致的分子电流

B电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大，其导电性能越好

C通电导线受到的安培力，实质上是导体内运动电荷受到洛仑兹力的宏观表现

D电动势在数值上等于电源将单位正电荷从负极移送到正极时，非静电力所做的功

正确答案

B

解析

解：A、磁铁周围存在磁场，是因为磁铁内分子电流的取向基本一致．故A正确；

B、电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大，其导电性能越差，故B错误；

C、通电导线受到的安培力，实质上是导体内部运动电荷受到的洛伦兹力的宏观表现．故C正确．

D、电动势在数值上等于电源将单位正电荷从负极移送到正极时，非静电力所做的功，故D正确

因选错误的，故选：B

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题型：简答题

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简答题

在倾角为30°的斜面上，放置两条宽L=0.5m的光滑平行导轨，将电源、滑动变阻器用导线连接在导轨上，在导轨上横放一根质量为m=0.2kg的金属棒ab，电源电动势E=12V，内阻r=0.3Ω，磁场方向垂直轨道所在平面，B=1T．欲使棒ab在轨道上保持静止，滑动变阻器的使用电阻R应为多大？（g取10m/s2，其它电阻不计）

正确答案

解析

解：受力分析，由平衡条件有：

mgsin30°=F安…①

又安培力F安=BIL…①

由闭合电路欧姆定律：…③

由①②③得出：R=5.7Ω

答：欲使棒ab在轨道上保持静止，滑动变阻器的使用电阻R应为5.7Ω

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题型：单选题

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单选题

下列关于导体在磁场中受力的说法中，正确的是（　　）

A通电导体在磁场中一定受到力的作用

B通电导体在磁场中有时不会受到力的作用

C通电导体中的电流方向与磁场方向不平行也不垂直时，不会受到力的作用

D只要导体放入磁场中，无论是否通电都会受到力的作用

正确答案

B

解析

解：A、B、C、通电导体放入磁场中，也不一定就受到磁场力的作用，当导体与磁场方向平行时，导体不受磁场力的作用，当导体与磁场垂直时，导线受到的力最大，其他情况下，受到的力介于0与最大值之间，由此可见，选项AC错误，B正确．

D、磁场对通电电流有力的作用，将导体放入磁场，不通电也就无电流，无电流也就不会受到力的作用，选项D错误．

故选：B．

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题型：单选题

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单选题

一通电直导线用两根绝缘轻质细线悬挂在天花板上，静止在水平位置，如正视图．在通电导线所处位置加上匀强磁场后，导线偏离平衡位置一定角度静止，如侧视图．如果所加磁场的强弱不同，要使导线偏离竖直方向θ角，则所加磁场的方向所处的范围是（选项中各图，均是在侧面图的平面内画出的，感应强度的大小未按比例画）（　　）

A

B

C

D

正确答案

A

解析

解：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A正确，BCD错误

故选：A

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