题目列表(包括答案和解析)
8.
图8-1-28
(2010·杭州质检)如图8-1-28所示,两根间距为d的平行光滑金属导轨间接有电源E,导轨平面与水平面间的夹角θ=30°.金属杆ab垂直导轨放置,导轨与金属杆接触良好.整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中.当磁场方向垂直导轨平面向上时,金属杆ab刚好处于静止状态.要使金属杆能沿导轨向上运动,可以采取的措施是( )
A.增大磁感应强度B
B.调节滑动变阻器使电流减小
C.增大导轨平面与水平面间的夹角θ
D.将电源正负极对调使金属杆中的电流方向改变
解析:对金属杆受力分析,沿导轨方向:-mgsin θ=0,若想让金属杆向上运动,则增大,A项正确,B项错误;若增大θ,则mgsin θ增大,C项错误;若电流反向,则金属杆受到的安培力反向,D项错误.
答案:A
图8-1-29
7.
图8-1-27
如图8-1-27所示,有两根长为L、质量为m的细导体棒a、b,a被水平放置在倾角为45°的光滑斜面上,b被水平固定在与a在同一水平面的另一位置,且a、b平行,它们之间的距离为x.当两细棒中均通以电流强度为I的同向电流时,a恰能在斜面上保持静止,则b的电流在a处产生的磁场的磁感应强度的说法错误的是( )
A.方向向上
B.大小为
C.要使a仍能保持静止,而减小b在a处的磁感应强度,可使b上移
D.若使b下移,a将不能保持静止
解析:由安培定则可知A正确;由mgsin α=BLIcos α知B=,B错误;若要使B最小,应在垂直斜面向上的方向上,所以C、D正确.
答案:B
6.
图8-1-26
(2010·霸州模拟)如图8-1-26所示,abcd四边形闭合线框,a、b、c三点坐标分别为(0,L,0),(L,L,0),(L,0,0),整个空间处于沿y轴正方向的匀强磁场中,通入电流I,方向如图所示,关于四边形的四条边所受到的安培力的大小,下列叙述中正确的是( )
A.ab边与bc边受到的安培力大小相等 B.cd边受到的安培力最大
C.cd边与ad边受到的安培力大小相等 D.ad边不受安培力作用
解析:根据左手定则,ab边受到的安培力大小为Fab=BIab,bc边平行于磁场方向受力为零,故A错;ad边受到安培力大小为Fad=BIOd,故B、D错;cd边受到的安培力大小为Fad=BIcd,故B正确.
答案:B
5.
图8-1-25
一条形磁铁放在水平桌面上,它的上方靠S极一侧吊挂一根与它垂直的导电棒,图8-1-25中只画出此棒的截面图,并标出此棒中的电流是流向纸内的,在通电的一瞬间可能产生的情况是( )
A.磁铁对桌面的压力减小 B.磁铁对桌面的压力增大
C.磁铁受到向右的摩擦力 D.磁铁受到向左的摩擦力
解析:如右图所示.对导体棒,通电后,由左手定则,导体棒受到斜向左下方的安培力,由牛顿第三定律可得,磁铁受到导体棒的作用力应斜向右上方,所以在通电的一瞬时,磁铁对桌面的压力减小,磁铁受到向左的摩擦力,因此A、D正确.
答案:AD
4.
图8-1-24
如图8-1-24所示,在绝缘的水平面上等间距固定着三根相互平行的通电直导线a、b和c,各导线中的电流大小相同,其中a、c导线中的电流方向垂直纸面向外,b导线电流方向垂直纸面向内.每根导线都受到另外两根导线对它的安培力作用,则关于每根导线所受安培力的合力,以下说法中正确的是( )
A.导线a所受合力方向水平向右 B.导线c所受合力方向水平向右
C.导线c所受合力方向水平向左 D.导线b所受合力方向水平向左
解析:首先用安培定则判定导线所在处的磁场方向,要注意是合磁场的方向,然后用左手定则判定导线的受力方向.可以确定B是正确的.
答案:B
3.
图8-1-23
(2010·黄冈模拟)如图8-1-23所示,两根无限长的平行导线a和b水平放置,两导线中通以方向相反、大小不等的恒定电流,且Ia>Ib.当加一个垂直于a、b所在平面的匀强磁场B时;导线a恰好不再受安培力的作用.则与加磁场B以前相比较( )
A.b也恰好不再受安培力的作用
B.b受的安培力小于原来安培力的2倍,方向竖直向上
C.b受的安培力等于原来安培力的2倍,方向竖直向下
D.b受的安培力小于原来安培力的大小,方向竖直向下
解析:当a不受安培力时,Ib产生的磁场与所加磁场在a处叠加后的磁感应强度为零,此时判断所加磁场垂直纸面向外,因Ia>Ib,所以在b处叠加后的磁场垂直纸面向里,b受安培力向下,且比原来小.故选项D正确.
答案:D
2.
图8-1-22
(2009·汕头模拟)首先对电磁作用力进行研究的是法国科学家安培.如图8-1-22所示的装置,可以探究影响安培力大小的因素,实验中如果想增大导体棒AB摆动的幅度,可能的操作是( )
A.把磁铁的N极和S极换过来
B.减小通过导体棒的电流强度I
C.把接入电路的导线从②、③两条换成①、④两条
D.更换磁性较小的磁铁
解析:安培力的大小与磁场强弱成正比,与电流强度成正比,与导线的长度成正比,C正确.
答案:C
1.(2010·广东六校联考)一段长0.2 m,通过2.5 A电流的直导线,关于在磁感应强度为B的匀强磁场中所受安培力F的情况,正确的是( )
A.如果B=2 T,F一定是1 N B.如果F=0,B也一定为零
C.如果B=4 T,F有可能是1 N D.如果F有最大值时,通电导线一定与B平行
解析:当导线与磁场方向垂直放置时,F=BIL,力最大,当导线与磁场方向平行放置时,F=0,当导线与磁场方向成任意其他角度放置时,0<F<BIL,A、D两项不正确,C项正确;磁感应强度是磁场本身的性质,与受力F无关,B不正确.
答案:C
5.
图8-1-21
如图8-1-21所示为一电流表的原理示意图.质量为m的均质细金属棒MN的中点处通过一挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连,绝缘弹簧劲度系数为k.在矩形区域abcd内有匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外.与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数,MN的长度大于.当MN中没有电流通过且处于平衡状态时,MN与矩形区域的cd边重合:当MN中有电流通过时,指针示数可表示电流强度.
(1)当电流表示数为零时,弹簧伸长多少?(重力加速度为g)
(2)若要电流表正常工作,MN的哪一端应与电源正极相接?
(3)若k=2.0 N/m,=0.20 m,=0.050 m,B=0.20 T,此电流表的量程是多少?(不计通电时电流产生的磁场的作用)
(4)若将量程扩大2倍,磁感应强度应变为多大?
解析:(1)设当电流表示数为零时,弹簧的伸长量为Δx,则有mg=kΔx,①
由①式得:Δx=.②
(2)为使电流表正常工作,作用于通有电流的金属棒MN的安培力必须向下,因此M端应接正极.
(3)设电流表满偏时通过MN间电流强度为Im,则有BIm+mg=k(+Δx),③
联立②③并代入数据得Im=2.5 A.④
(4)设量程扩大后,磁感应强度变为B′,则有2B′Im+mg=k(+Δx).⑤
由①⑤式得:B′= .⑥
代入数据得:B′=0.10 T.
答案:(1) (2)M端 (3)2.5 A (4)0.10 T
4.
图8-1-20
(2010·上海模拟)如图8-1-20所示,在竖直向下的匀强磁场中,有两根竖直放置的平行导轨AB、CD,导轨上放有质量为m的金属棒MN,棒与导轨间的动摩擦因数为μ,现从t=0时刻起,给棒通以图示方向的电流,且电流强度与时间成正比,即I=kt,其中k为恒量.若金属棒与导轨始终垂直,则如图所示的表示棒所受的摩擦力随时间变化的四幅图中,正确的是( )
解析:当Ff=μBIL=μBLkt<mg时,棒沿导轨向下加速;当Ff=μBLkt>mg时,棒沿导轨向下减速;在棒停止运动前,所受摩擦力为滑动摩擦力,大小为:Ff=μBLkt;当棒停止运动时,摩擦力立即变为静摩擦力,大小为:Ff=mg,故选项C正确.
答案:C
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