题目列表(包括答案和解析)
10.如下图甲所示,电流恒定的通电直导线MN,垂直平放在两条相互平行的水平光滑长导轨上,电流方向由M指向N,在两导轨间存在着竖直磁场,取垂直纸面向里的方向为磁感应强度的正方向,当t=0时导线恰好静止.若磁感应强度B按如下图乙所示的余弦规律变化,下列说法正确的是
( )
A.在最初的一个周期内,导线在导轨上做往复振动
B.在最初的一个周期内,导线一直向左运动
C.在最初的半个周期内,导线的加速度先增大后减小
D.在最初的半个周期内,导线的速度先增大后减小
[解析] 由安培力的表达式F=BIL结合图乙可知,安培力F在一个周期内随磁感应强度B的变化而变化,在前周期内,安培力F方向不变,大小变小,加速度方向不变,大小变小,由于初速度为零,所以在水平方向上做变加速直线运动;在周期到周期内,磁场方向改变,安培力方向改变,加速度方向改变,速度减小,至周期时速度减小到零,所以D正确;而后在周期到周期内,MN反向加速,在一个周期结束时又回到原来的位置,即做往复运动,所以A正确.
[答案] AD
9.光滑平行导轨水平放置,导轨左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连,一根质量为m、电阻为R的导体棒ab,用长为l的绝缘细线悬挂,悬线竖直时导体棒恰好与导轨良好接触且细线处于张紧状态,如图所示,系统空间有竖直方向的匀强磁场.当闭合开关S时,导体棒向右摆出,摆到最大高度时,细线与竖直方向成θ角,则
( )
A.磁场方向一定竖直向上
B.导体棒离开导轨前受到向左的安培力
C.导体棒摆到最大高度时重力势能的增加量等于mgl(1-cos θ)
D.导体棒离开导轨前电源提供的电能大于mgl(1-cos θ)
[解析] 从题中知道导体棒ab向右摆动,说明导体棒ab受到向右的安培力作用,由左手定则可知磁场方向一定竖直向下,A、B错误;电源提供的电能转化成了两部分,一部分是电路中所产生的热,另一部分是导体棒的机械能,D正确;最大高度时, 导体棒重力势能的增加量等于mg(1-cos θ),C正确.
[答案] CD
8.如图所示,平行于纸面水平向右的匀强磁场,磁感应强度B1=1 T.位于纸面内的细直导线,长L=1 m,通有I=1 A的恒定电流.当导线与B1成60°夹角时,发现其受到的安培力为零,则该区域同时存在的另一匀强磁场的磁感应强度B2的可能值为
( )
A. T B. T
C.1 T D. T
[解析] 若B2与B1反向,则B2=B1=1 T.
若合磁场不为零,则合磁场方向应与电流I平行,如图所示,由图可知B2的最小值为:
B2min=B1sin 60°= T.
可见选项B、D均正确.
[答案] BCD
7.在等边三角形的三个顶点a、b、c处,各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等的恒定电流,方向如图所示.过c点的导线所受安培力的方向
( )
A.与ab边平行,竖直向上
B.与ab边平行,竖直向下
C.与ab边垂直,指向左边
D.与ab边垂直,指向右边
[解析] 本题考查的知识点是右手定则、磁感应强度的叠加、左手定则.因a、b处的导线中的电流方向垂直纸面向内,根据右手定则可以判断a处导线中的电流在c处产生的磁场方向为与ac边垂直且指向左下方;b处导线中的电流在c处产生的磁场方向为与bc边垂直且指向右下方.由几何知识可得两个磁场方向的夹角为60°,又由于c点距a、b两点的距离相等,a、b处导线中的电流相等,所以产生的两个磁感应强度大小也相等,由平行四边形定则合成后的磁场方向竖直向下.由左手定则可以判断c处导线受到的安培力与ab边垂直,指向左边,故选项C正确.
[答案] C
6.(2009年霸州模拟)如图所示,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=BI·,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=BI,故B、D错;cd边受到的安培力大小为Fcd=BI,故B正确.
[答案] B
5.取两个完全相同的长导线,用其中一根绕成如下图甲所示的螺线管,当在该螺线管中通以电流强度为I的电流时,测得螺线管内部的磁感应强度大小为B,若将另一根长导线对折后绕成如图乙所示的螺线管,并通以电流强度也为I的电流,则在螺线管内部的磁感应强度大小为
( )
A.0 B.0.5B
C.B D.2B
[解析] 乙为双绕线圈,两通电导线产生的磁场互相抵消,管内磁感应强度为零,故选A.
[答案] A
4.(2010年黄冈模拟)如图所示,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
3.(2010年汕头模拟)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
2.如图所示,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
1.表面光滑的细导线做成的圆形闭合导线环固定在绝缘的水平面上,在环形导线上放置一直导线AB,直导线AB与环形导线相互绝缘,直导线中点与细导线环的圆心重合,如图所示,则当两者通以图示方向的电流时,直导线AB的运动情况是
( )
A.向M方向平动 B.向N方向平动
C.静止不动 D.在环形导线上转动
[解析] 由右手螺旋定则知闭合圆环在直导线处产生的磁场方向是垂直纸面向里,再由左手定则知直导线受到的安培力方向指向M,所以导线AB将向M运动.
[答案] A
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