安培力练习

作者 : 5201314omega        随堂 · 电磁学

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一、 单选题 (共 6 小题) 收 起
如图所示,倾角为α的光滑导电轨道,轨道间接有电源.现将一金属杆ab放于导电轨道上(ab杆与轨道垂直),同时加一匀强磁场,使其在轨道保持静止,则所加匀强磁场的磁感应强度B应在下列所示的哪个范围?(  )
A、
B、
C、
D、
两个完全相同的轻质铝环能在一个光滑的绝缘圆柱体上自由移动,设有大小不同方向相同的电流通入两铝环,如图所示,则两铝环的运动情况是(  )
A、彼此反向运动,且具有大小相等的加速度
B、彼此相向运动,且具有大小相等的加速度
C、彼此反向运动,电流大的加速度大
D、彼此相向运动,电流大的加速度大
关于磁场和磁场力的描述,正确的说法是(  )
A、沿磁感线方向,磁场逐渐减弱
B、磁场力的方向跟磁场方向可能相同
C、在磁场中运动的带电粒子一定受到磁场力的作用
D、同一通电导体在磁场强的地方受到的磁场力不一定大
下列说法正确的是(  )
A、电荷在电场中一定受到电场力的作用
B、运动电荷在磁场中一定受到磁场力的作用
C、一小段通电导体在磁场中一定受到磁场力的作用
D、一小段通电导体在电场中一定受到电场力的作用
(2如图所示的匀强磁场,磁感应强度为0.2T,通电直导线与磁场方向垂直,导线长度为0.2m,导线中电流为1A.该导线所受安培力的大小为(  )
A、0.01N
B、0.02N
C、0.03N
D、0.04N
关于电动机下列说法中正确的是(  )
A、电动机中的换向器是使通入线圈内的电流方向发生有规律的变化,从而使线圈能不停地转动
B、电动机是将机械能转化为电能的装置
C、电动机的效率为输入功率与输出功率之比
D、当电动机内的线圈转到其平面与磁场方向垂直的位置时会停止转动
二、 多选题 (共 9 小题) 收 起
如图,将一个光滑斜面置于匀强磁场中.通电直导体棒置于斜面上.电流方向垂直纸面向里.以下四个图中,有可能使导体棒在斜面上保持静止的是(  )
A、
B、
C、
D、
如图,一直导线用两绝缘细线悬挂于O、O′,OO′水平,并处于匀强磁场中,当导线中通以沿x正方向的电流I时,导线保持静止,绝缘细线与竖直方向的夹角为θ,z正方向竖直向上.则磁感应强度方向可能为(  )
A、z负向
B、y正向
C、z正向
D、沿绝缘细线向上
如图所示,一根金属棒MN,两端用细软导线连接后水平悬挂于天花板上的a、b两点,棒中通有方向从M流向N的电流.为了增大悬线的弹力,可以在金属棒的中部加一匀强磁场,关于该磁场的方向,以下措施可行的是(  )
A、垂直纸面向里
B、垂直纸面向外
C、平行纸面向上
D、平行纸面向下
在磁场中的同一位置放置一条直导线,导线的方向与磁场方向垂直.先后在导线中通入不同的电流,导线所受的力也不一样,图中几幅图象表现的是导线受的力F与通过的电流I的关系.a,b各代表一组F,I的数据.正确的是(  )
A、
B、
C、
D、
把一根通电的硬直导线ab放在磁场中,导线所在区域的磁感线呈弧线,如图所示,导线可以在空中自由移动和转动,导线中的电流方向由a到b.以下说法正确的是(  )
A、a端垂直纸面向外旋转,b端垂直纸面向内旋转,当导线转到跟纸面垂直后再向下平移
B、a端垂直纸面向外旋转,b端垂直纸面向内旋转的同时向下平移
C、要产生以上弧形磁感线的磁场源,虚线框内只可能是蹄形磁铁
D、要产生以上弧形磁感线的磁场源,虚线框内可能是蹄形磁铁、条形磁铁、通电螺线管甚至是直线电流
如图所示,一导体棒放置在处于匀强磁场中的两条平行金属导轨上,并与金属导轨组成闭合回路.当回路中通有电流时,导体棒受到安培力作用.要使安培力增大,可采用的方法有(  )
A、增大磁感应强度
B、减小磁感应强度
C、增大电流强度
D、减小电流强度
如图所示,直导线处于足够大的匀强磁场中,与磁感线成θ=30°角,导线中通过的电流为I为了增大导线所受的磁场力,采取了下列四种办法,其中正确的是(  )
A、增大电流I
B、增加直导线的长度
C、使导线在纸面内顺时针转30°
D、使导线在纸面内逆时针转60°
如图所示,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、调节滑动变阻器使电流减小
B、增大磁感应强度B
C、减小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
一根长0.2m电流为2A的通电导线,放在磁感应强度0.5T的匀强磁场中,受到磁场力的大小可能是(  )
A、0.4N
B、0.3N
C、0.2N
D、0.1N
三、 填空题 (共 4 小题) 收 起
如图所示,蹄形磁铁水平放置,在磁场中有一水平光滑导轨通过接线柱P、Q与导线相连,导轨上面搁有一导体细棒AB.导线将AB棒、电源、变阻器、电键等构成电路.闭合电键,可观察到导体棒AB向          运动(填“左”或“右”),此现象表明通电导线在磁场中          
如图所示,整个空间存在着垂直框架平面的匀强磁场,磁感应强度B=0.2T,长为0.5m的导体棒ab两端斜搭在金属框架上,与框架夹角为37°,导体棒电阻为r=2Ω,固定电阻R=6Ω,当棒以10m/s的速度向右匀速滑动时,流经电阻的电流I=          A (框架电阻不计,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
如图所示,匀强磁场中有一通电直导线,导线受到的安培力F的方向为沿纸面垂直导线          (填“向上”或“向下”),若导线中电流大小为I,磁感应强度大小为B,导线在磁场中的长度为L,导线受到的安培力F的大小为          
长为0.2m的直导线,通有0.4A的稳恒电流,该导线处于磁感应强度为1.0T的匀强磁场中,该通电直导线所受到的安培力的最大值为          N,最小值为          N.
四、 解答题 (共 6 小题) 收 起
如图所示,金属杆ab的质量为m,长为L,通过的电流为I,处在磁感应强度为B的匀强磁场中,结果ab静止在水平导轨上.若磁场方向与水平导轨成θ角,求:
(1)棒ab受到的摩擦力;
(2)棒对导轨的压力.
赤道上的地磁场可以看成沿南北方向的匀强磁场,磁感应强度的大小是0.50×10-4T.如果赤道上有一根沿东西方向的直导线,长50m,载有从西到东的电流20A.
(1)地磁场对这根导线的作用力有多大?
(2)方向如何?
如图所示,质量为m、长度为L水平金属棒通过两根细金属丝悬挂在绝缘架MN下面,整个装置处于竖直方向的匀强磁场中,当金属棒通过a→b的电流I后将向外偏转α角重新平衡,求匀强磁场的磁感应强度.
如图为一电流表的原理示意图.质量为m的均质细金属棒MN的中点处通过一绝缘挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连,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ab.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=2.0N/m,
ab=0.20m,bc=0.050m,B=0.20T,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?
如图所示,在倾角θ=37°的两根光滑金属导轨上放置一根金属杆ab.已知导轨间距d=50cm,杆ab中通过I=5A的电流.当加一竖直向上的磁感强度B=0.6T的匀强磁场时,ab杆恰好平衡,则ab杆所受重力为多少?(sin37°=0.6,cos37°=0.8).
如图所示,在倾θ=30°的绝缘斜面上,固定一L=0.25m的平行金属导轨,在导轨上端接入电源和滑动变阻器,电源电动E=12V,内r=1Ω,一质m=20g的金属ab与两导轨垂直并接触良好,整个装置处于磁感应强B=0.8T,方向垂直于斜面向上的匀强磁场中.金属导轨光滑,导轨与金属棒的电阻不计,g=10m/s2,要保持金属棒在导轨上静止,求:
(1)请画出金属棒受力分析图并计算通过金属棒的电流.
(2)滑动变阻器R接入电路中的阻值.