10.

图8－1－30

　 电磁炮是利用磁场对电流的作用力，把电能转变成机械能，使炮弹发射出去的．如图8－1－30所示，把两根长为s，互相平行的铜制轨道放在磁场中，轨道之间放有质量为m的炮弹，炮弹架在长为l，质量为M的金属杆上，当有大的电流I₁通过轨道和炮弹时，炮弹与金属架在磁场力的作用下，获得速度v₁时刻的加速度为a，当有大的电流I₂通过轨道和炮弹时，炮弹最终以最大速度v₂脱离金属架并离开轨道，设炮弹运动过程中受到的阻力与速度的平方成正比，求垂直于轨道平面的磁感应强度多大？

　 解析：设运动中受总阻力F_f＝kv²，炮弹与金属架在安培力和阻力合力作用下加速，根据牛顿第二定律，获得v₁速度时，BI₁l－kv＝(M+m)a①

　 当炮弹速度最大时，有BI₂l＝kv②

　 解①②得垂直轨道的磁感应强度为：B＝.

　 答案：

9．如图8－1－29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B按如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运动

　 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项正确；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项正确．

　 答案：AD

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F_ab＝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F_ad＝BIOd，故B、D错；cd边受到的安培力大小为F_ad＝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I_a>I_b.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，I_b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I_a>I_b，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