- 磁场对通电导线的作用
- 共6047题
一个质量为m电荷量为q的带电粒子从x轴上的P（a，0）点以速度v ，沿与x正方向成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限。求匀强磁场的磁感应强度B和射出点的坐标。
正确答案
析：由射入、射出点的半径可找到圆心O/，并得出半径为
如图所示，由射入、射出点的速度方向可找出圆心O，并得出半径为r=
由几何关系可知射出点纵坐标为r+
带电粒子在磁场中的运动是高中物理的一个难点，也是高考的热点．在历年的高考试题中几乎年年都有这方面的考题．带电粒子在磁场中的运动问题，综合性较强，解这类问题既要用到物理中的洛仑兹力、圆周运动的知识，又要用到数学中的平面几何中的圆及解析几何知识．
质量为1kg的金属杆静止于相距1m的两水平轨道上，金属杆中通有方向如图所示．大小为20A的恒定电流，两轨道处于竖直方向的匀强磁场中，金属杆与轨道间的动摩擦因数为0.6（g取10m/s2）。
求：（1）欲使杆向右匀速运动，求磁场的磁感应强度大小和方向。
（2）欲使杆向右以加速度为2m/s2作匀加速运动，求磁场的磁感应强度大小。
正确答案
（1） 竖直向上 (2分) 0.3T（2分） （2）0.4T （4分）
试题分析：(1) 欲使杆向右匀速运动，则杆受到的滑动摩擦力方向向左，安培力方向向右，且两力大小相等，根据左手定则可得，磁场方向竖直向上，
(2) 欲使杆向右以加速度为2m/s2作匀加速运动，则杆受到的滑动摩擦力方向向左，安培力方向向右，根据牛顿第二定律可得
点评：做本题的关键是根据受力分析以及牛顿第二定律，力的平衡条件分析
如图15-2-10所示，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，匀强磁场的方向垂直桌面向下.当线框中通以图示方向的电流I时，两金属棒在b点的相互作用力为f，则此时磁感应强度的大小为___________________（不计电流产生的磁场）.
图15-2-10
正确答案
通电后，直角棒的每一段都受到方向垂直于棒指向框内、大小相等的安培力（右图），每一段所受安培力大小为FB=BIl.
取右边的直角棒Ocb为研究对象，其Oc、cb两段所受安培力的水平分力必被左边直角棒Oab在O、b两处的水平作用力平衡.由对称性可知O、b两处相互作用力相等（设均为f），根据平衡条件有f=FBcos45°.
由以上两式解得磁感应强度大小为B=
匀强磁场中有一段长为30cm的长直导线，它与磁场方向垂直，当通过2A的电流时，受到安培力大小为6X10-3N，则磁场的磁感应强度为___________T；当导线长度缩短为原来一半时，磁场的磁感应强度是___________T
正确答案
0.01，0.01
试题分析：由安培力公式F=BIL可知
点评：难度较小，公式B=F/IL只是一个计算式，不是决定式
如图所示，矩形线圈的面积S=10-2m2，它和匀强磁场方向之间的夹角θ1=370，穿过线圈的磁通量Φ=1×103Wb，由此可知，磁场的磁感应强度B=__________T；若线圈以bc边为轴从图示位置开始转过1800，则穿过线圈的磁通量的变化为_________Wb。(Sin370=0.6,Cos370=0.8)
正确答案
１．６７＊１０５（１．７＊１０５）；－２＊１０３
当距形线圈有部分处在磁感应强度为B的匀强磁场中时
磁通量为Φ1=B?S
当线圈以ab为轴从图中位置转过180°的瞬间，则磁通量Φ2="-" B?S
点评：本题考查对于匀强磁场中磁通量的求解能力．对于公式Φ=BScosα，Scosα为线圈在在垂直于磁场方向投影的面积．
15分）如图所示，一根长为0.1m的通电导线静止在光滑的斜面上，斜面放在一个方向竖直向下的匀强磁场中，导线质量为0.6kg，电流为1A，斜面倾角为
（1）磁感强度B的大小。
（2）导体棒对斜面的的压力
正确答案
60T 6
试题分析：（1）由左手定则可知电流所受安培力方向水平向右，分析导体棒受力情况可知，沿着斜面方向
（2）在垂直斜面方向上
点评：本题难度较小，灵活应用左手定则处理平衡类问题是高考的热门题型
（1）判断电场的方向及物体带正电还是带负电；
（2）求磁感应强度B的大小；
（3）求物体与挡板碰撞过程中损失的机械能。
正确答案
（1）带负电 E的方向为水平向左（2）
（1）设物体与挡板碰前的速度大小为
对物体：与挡板碰后做匀速运动，物体带负电 
碰前，在电场中做匀速运动 
电场强度E的方向为水平向左 2分
（2）碰后，物体停在C点，由D到C的过程，由动能定理
联立①③解出 
（3）P到D的过程中，由动能定理
联立②④⑥解出 
碰撞过程中，损失的机械能
正确答案
4T
由F=BIL得
如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1.0m，导轨平面与水平面成θ=37°角，下端连接阻值为R的电阻。匀强磁场方向与导轨平面垂直。质量为0.20kg，电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25。
（1）求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；
（2）当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻R消耗的功率为8.0W，求该速度的大小；
（3）在第2问中，若R=2.0Ω，金属棒中的电流方向由a到b，求磁感应强度的大小和方向。（g=10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80）
正确答案
（1）4m/s2
（2）10m/s
（3）0.4T，垂直于导轨平面向上
重为G=0.1N的金属棒ab，放在光滑的平行金属导轨上，如图所示，轨道间距为L=0.5m，所在平面与水平面的夹角为30°，匀强磁场垂直于轨道平面向上，电源电动势E=3V，金属棒电阻R=6Ω，其余电阻不计，若金属棒恰好静止，求：
（1）金属棒所受安培力的方向；
（2）磁感应强度的大小。
正确答案
解：（1）根据左手定则，安培力方向沿导轨平面向上
（2）回路中的电流I=
根据平衡条件，有F=Gsin30°
又F=BIL
由以上三式，代入数据，解得B=0.2T
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