安培力.docx
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安培力.docx
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安培力
一、单选题:
本大题共31小题,第1小题为3分;从第2小题到第31小题每题4分小计120分;共计123分。
1、一个蹄形磁铁如图所示放置,它的上方有一水平直通电导线PQ,电流方向向右,如果导线可以在磁场力作用下自由运动,那么它将怎样运动?
[ ]
A.俯视逆时针方向转动
B.俯视顺时针方向转动
C.俯视逆时针方向转动且向下运动
D.俯视顺时针方向转动且向下运动
2、在倾角为?
的光滑斜面上,放置一段通有电流I,长度为L,质量为m的导体棒,如图所示.欲使导体棒静止在斜面上且对斜面无压力,应加匀强磁场磁感强度B的最小值和方向分别是
[ ]
3、如图所示,若将匀强磁场中的一段通电导线在纸平面内转过θ角,则它受到的磁场力的大小将
[ ]
A.增大
B.减小
C.不变
D.条件不足,无法确定
4、如图所示,两根直导线AB、CD互相垂直,但相隔一小段距离,其中AB是固定的,CD能自由转动,当电流按图示箭头方向通过两条导线时,CD导线将
[ ]
A.顺时针方向转动,同时靠近导线AB
B.顺时针方向转动,同时离开导线AB
C.逆时针方向转动,同时靠近导线AB
D.逆时针方向转动,同时离开导线AB
5、如图(甲)所示的闭合金属框,从某一高度自由下落进入匀强磁场区,从ad边刚进入磁场区开始,金属框内的感应电流i随时间t变化的图象可能是图(乙)中的
[ ]
6、两根垂直纸面放置的直导线a和b,通有方向如图等值的电流I.一根通有方向如图电流I1的轻质导线cd与a、b等距沿纸面放置.则导线cd运动的情况是
[ ]
A.沿逆时针方向转动 B.沿顺时针方向转动
C.c端转向纸外,d端转向纸里 D.c端转向纸里,d端转向纸外
7、如图所示,一根有质量的金属棒MN,两端用细软导线连接后悬挂于a、b两点。
棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中,棒中通有电流,方向从M流向N,此时悬线上有拉力。
为了使拉力等于零,可
[ ]
A.适当减小磁感强度 B.使磁场反向
C.适当增大电流强度 D.使电流反向
8、如图,两根倾斜的光滑导电轨道相互平行放置,轨道间接有电源。
现将一根金属杆放于导电轨道上(与轨道保持垂直),同时加一匀强磁场,恰可使金属杆静止在轨道上,所加磁场的方向应在的范围为
[ ]
9、在条形磁铁N极附近,放置一通有方向如图电流I的轻质线圈abcd,则线圈运动情况是
[ ]
A.ab边转向纸外,cd边转向纸里,同时靠近N极
B.ab边转向纸外,cd边转向纸里,同时远离N极
C.ab边转向纸里,cd边转向纸外,同时靠近N极
D.ab边转向纸里,cd边转向纸外,同时远离N极
10、如图所示,将一柔软导线弯成五角星回路,置于光滑水平桌面上,通一交流电,则星形回路将
[ ]
A.会变形,且面积减小
B.会变形,且面积增大
C.会变形,面积时增时减
D.必须有外加磁场存在,该回路才会变形
11、一段导线通以电流后,悬浮于磁场之中,则磁场的方向是
[ ]
A.沿竖直方向 B.沿水平方向
C.沿电流方向 D.沿任意方向
12、有一段通电直导线,长1cm,电流5A,把它放入磁场中某一点,受到的磁场力为0.1N,则该点的磁感强度B的大小是
[ ]
A.B<2T B.B≤2T C.B>2T D.B≥2T
13、蹄形磁铁上方放置一通有方向如图电流I的轻质直导线ab,则ab运动的情况是
[ ]
A.a端转向纸外,b端转向纸里,同时向下运动
B.a端转向纸外,b端转向纸里,同时向上运动
C.a端转向纸里,b端转向纸外,同时向上运动
D.a端转向纸里,b端转向纸外,同时向下运动
14、如图所示,ab为一条竖直放置的通有电流I的可自由运动的直导线,在它的正右方有一个通有逆时针方向电流的方形导线框,则ab将
[ ]
A.向左平动
B.向右平动
C.a端向纸里,b端向纸外运动
D.以中点为轴沿顺时针方向运动
15、有一松弛的螺线管,其长度为L,截面半径为r.今给该线圈通以电流,则会发生的现象是
[ ]
A.L变小,r变大 B.L变大,r变大
C.L变大,r变小 D.L变小,r变小
16、关于安培力的方向,如下说法中正确的是
[ ]
A.安培力的方向总是沿着磁场方向
B.安培力的方向总是垂直于磁场方向,但不一定垂直电流方向
C.安培力的方向总是垂直于电流方向,但不一定垂直磁场方向
D.安培力的方向总是既垂直于磁场方向,又垂直于电流方向
17、如图所示,当磁铁向螺线管插入时,螺线管中
[ ]
A.不产生感应电流
B.产生的感应电流方向如图中所示
C.产生的感应电流方向与图示相反
D.有无感应电流不能确定,因条件不足
18、如图所示,在两磁极之间放一培养皿,磁感线垂直培养皿,如图.皿内侧壁有环状电极A,中心有电极K,皿内装有电解液,当通以如图所示电流时,则
[ ]
A.电解液将顺时针旋转流动 B.电解液将逆时针旋转流动
C.电解液静止不动 D.以上均不对
19、如图所示,直线电流I指向Z轴正向,电流所受匀强磁场的磁场力指向Y轴正向,则匀强磁场B的方向
[ ]
A.一定沿X轴正向 B.一定沿X轴负向
C.一定在XOY平面内 D.无法判定
20、如图所示,一根有质量的金属棒AC,用软线悬挂在磁感应强度为B的匀强磁场中,电流由A→C,此时悬线张力不为零,欲使线张力为零必须
[ ]
A.改变电流方向,并适当增加电流强度
B.不改变电流方向,适当增加电流强度
C.改变磁场方向,并适当增强磁感应强度
D.不改变磁场方向,适当减小磁感应强度
21、铝圆环和磁铁在同一平面内,当圆环通入电流方向如图所示的瞬间,圆环将
[ ]
A.左边向里,右边向外,转动的同时向磁铁靠近
B.左边向外,右边向里,转动的同时向磁铁靠近
C.左边向里,右边向外,转动的同时与磁铁远离
D.圆环不会转动,但向磁铁靠近
22、如图,a、b两个相同的金属环,套在水平放置的光滑绝缘杆上。
现向两环中通入同向电流,a环中电流
较大,b环中电流
较小.若将两环由静止释放,则两环运动情况是
[ ]
A.相互靠近做加速运动,a环加速度较大
B.相互远离做加速运动,a环加速度较大
C.相互远离做加速运动,a环和b环加速度大小相同
D.相互靠近做加速运动,a环和b环加速度大小相同
23、如图,蹄形磁铁上方,放置一通有电流方向如图、大小为I的轻质线圈abcd,则该线圈运动的情况是
[ ]
A.ab边转向纸外,cd边转向纸里,同时向下运动
B.ab边转向纸外,cd边转向纸里,同时向上运动
C.ab边转向纸里,cd边转向纸外,同时向上运动
D.ab边转向纸里,cd边转向纸外,同时向下运动
24、固定不动的绝缘直导线MN和可以自由运动的矩形线圈ABCD在同一平面内,MN与AD、BC边平行,并较靠近AD边,当导线和线圈中通以如图所示电流时,线圈的运动状况是
[ ]
A.静止不动
B.向左方移动
C.向右方移动
D.绕MN为轴转动
25、如图所示为两根互相平行的通电直导线a、b的横截面,a、b中的电流方向已在图中标出,则导线a中电流所产生的磁场的磁感线环绕方向及导线b所受磁场力的方向应分别是
[ ]
A.磁感线顺时针方向,磁场力方向向左
B.磁感线顺时针方向,磁场力方向向右
C.磁感线逆时针方向,磁场力方向向左
D.磁感线逆时针方向,磁场力方向向右
26、如图所示,均匀绕制的螺线管水平放置,在其正中心的上方附近用绝缘线水平吊起通电直导线A.A与螺线管垂直,“⊙”表示导线中的电流方向垂直于纸面向外.电键S闭合后,A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是
[ ]
A.水平向左
B.水平向右
C.竖直向下
D.竖直向上
27、如图所示,软铁心上绕着两个匝数相同的线圈P和Q,为了使图中通电导线L(其电流方向已在图中标明)受到向上的磁场力F的作用,线圈P、Q的端点a、b和c、d与电源正、负极e、f连接的顺序应是
[ ]
A.e→a,b→c,d→f
B.e→a,b→d,c→f
C.e→b,a→c,d→f
D.e→b,a→d,c→f
28、如图所示,KN和LM是同心圆弧,其圆心是O,在O处垂直于纸面放置一载流长直导线,电流方向垂直于纸面向外,用一根导线围成如图KLMN所示的回路,当在回路中通以沿图示方向的电流
时,此时回路
[ ]
A.将向右移动
B.将在纸面内绕通过O点并垂直纸面的轴转动
C.各边所受安培力:
KL边受力垂直于纸面向外,MN边受力垂直于纸面向里,LM和KN边不受力
D.各边所受安培力:
LM和KN边不受力,KL边受力与NM边受力方向与C中所述的相反
29、如图所示,悬挂起来的矩形线圈abcd与固定的条形磁铁在同一平面内,二者的中轴线在一条直线上。
当线圈中通以逆时针方向的电流时,线圈受磁场力的情况是
[ ]
A.ab边、cd边受力,其它二边不受力
B.ab边和cd边受的力大小相等方向相反,俯视看线圈应逆时针转动.
C.ad边和bc边受的力大小相等方向相同
D.ad边和bc边受的力大小相等方向相反
30、如图,a、b、c、d是四根长度相等,等间距地被固定在同一竖直平面内的通电直导线,当它们通以大小相等,方向如图的电流时,各导线所受磁场力的合力情况是
[ ]
A.导线a的受力方向向右 B.导线b的受力方向向左
C.导线c的受力方向向右 D.导线d的受力方向向右
31、一矩形通电线框abcd,可绕其中心轴OO'转动,它处在与OO'垂直的匀强磁场中(如图)。
在磁场作用下线框开始转动,最后静止在平衡位置,则平衡后
[ ]
A.线框四边都不受磁场的作用力
B.线框四边受到指向线框外部的磁场作用力,但合力为零
C.线框四边受到指向线框内部的磁场作用力,但合力为零
D.线框的一对边受到指向线框外部的磁场作用力,另一对边受到指向线框内部的磁场作用力,但合力为零
二、填空题:
本大题共11小题,第32小题为2分;从第33小题到第36小题每题3分小计12分;从第37小题到第40小题每题4分小计16分;从第41小题到第42小题每题5分小计10分;共计40分。
32、在图上标出通电直导线的电流方向,方向为从_______.
33、如图,两根轻质弹簧劲度系数均为k,静止吊起一根长为L的金属棒AC,金属棒处于与棒垂直指向纸里的匀强磁场中.当金属棒中通入由A端流向C端的电流I时,弹簧的伸长减少了x,则匀强磁场的磁感强度大小为____________.
34、如图,两根相距d平行放置的导电轨道,倾角均为
,轨道间接有电动势为E、内阻不计的电源.现将一根质量为m、电阻为R的金属杆放于轨道上(杆与轨道垂直),同时加一匀强磁场,使杆在轨道上静止.则所加磁场磁感强度的最小值B=___________.(不计轨道电阻)
35、在两个倾角均为α的光滑斜面上,分别有相同的金属棒,并通有相同的电流,一个处于方向竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为
,另一个处于垂直于斜面上的匀强磁场中,磁感应强度为
,两金属棒均处于平衡状态,如图所示则
∶
=___________.
36、在磁感强度为B的水平匀强磁场中,有一匝数为n、边长为L的正方形线圈,线圈可绕垂直磁感线的轴转动.当线圈中通入电流I时,该线圈所受到的最大磁力矩为M=_____________.
37、如图所示,正方形线圈abcd,每边长10cm,共10匝,通过8A电流,置于磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中,转轴与磁场方向垂直,那么线圈所受的电磁力矩为_____,线圈处于图示位置转过60°角时,线圈所受电磁力矩为________.
38、如下图所示,匀强磁场磁感应强度B=0.3T,有一根长为30cm的导线AD被折成如图形状AB=BC=CD=10cm,则当导线内通以I=2A电流时,导线AD所受磁场力的大小为_____N,方向为_____.
39、如图,两根相距20cm、平行放置的导电轨道,倾角均为30°,轨道间接有电动势为5V的电源(内阻不计),处于磁感强度为1T、方向竖直向上的匀强磁场中。
轨道上静止放一根电阻为0.2Ω、质量为0.5kg的金属杆,则金属杆受到的静摩擦力大小为______,方向_________.(轨道电阻不计)
40、如图所示,AB是一根长为40cm、质量为80g的均匀金属棒,两端用相同的两根弹簧挂起,置于匀强磁场中,磁场方向垂直于纸面向外,磁感强度为2T,当AB中无电流时,弹簧的伸长为10cm,当AB中通有电流时,弹簧比原长缩短了10cm,那么这一电流的方向是______,大小是______.
41、将长为1米的导线从中点折成两端夹角为120度的折线,放在磁感应强度为0.08T的匀强磁场中,导线所在平面与磁场垂直,则导线中通以25A的电流时,其受到的磁场力大小为________.
42、如图,两根光滑的弧形轨道,轨道间接有电动势为E、内阻不计的电源,处于磁感强度为B、竖直向上的匀强磁场中.现将一根长L、质量为m、电阻为R的金属杆ab放于轨道上某一位置处恰好可处于静止.则此时杆对轨道压力的大小为_________.(轨道电阻不计)
三、多选题:
本大题共3小题,从第43小题到第45小题每题4分小计12分;共计12分。
43、两根相互靠近平行放置的直导线
[ ]
A.当通有同向电流时,相互吸引
B.当通有同向电流时,相互推斥
C.当通有反向电流时,相互推斥
D.当通有反向电流时,相互吸引
44、如图所示,在xoy平面内有一条通电直导线,这条导线受到匀强磁场的作用力是指向+z方向的,则这个匀强磁场的磁感应强度的方向可能是
[ ]
A.平行于x轴 B.平行于y轴
C.平行于z轴 D.平行于xoy平面
45、一个矩形线框abcd放在匀强磁场中,当线框中通有如图所示方向的恒定电流,线框转动90°的过程中
[ ]
A.ab边和cd边受到的安培力不变,电磁力矩逐渐变小
B.ab边和cd边受到的安培力逐渐变小,电磁力矩也逐渐变小
C.ad边和cb边始终不受安培力
D.ad边和cb边受到的安培力逐渐变大,但电磁力矩为0
四、计算题:
本大题共4小题,从第46小题到第48小题每题10分小计30分;第49小题为15分;共计45分。
46、如图所示,流体磁动力泵的矩形槽左右两壁是导电的,前后两壁是绝缘的,槽宽L=5cm,高h=10.5cm,槽的下部与水银面接触,上部与竖直非导电管相连,匀强磁场方向垂直于绝缘壁,B=0.1T.当给两导电壁间加一电压U=1V时,水银在泵中可上升的高度是多少?
(取水银电阻率ρ=
Ω·m,水银密度ρ0=1.4×
kg/m3,重力加速度g=10m/
)
47、如图所示,一段质量为m的细导线上面一段的长为L,导线处在匀强磁场B中,导线下面两端插在两只水银杯里,两杯与一带开关的内阻小的外电源联接。
当开关S闭合瞬间导线从水银杯跳起,导线上升高度为h,不计空气阻力,求通过导线的电量。
48、在图中,“
”表示一根垂直纸面放置的通电直导体,电流方向指向纸内,电流强度为I,其质量为m、长为L.当加上一个匀强磁场时,导体能够静止在倾角为θ的光滑斜面上.问:
(1)最小应加一个多大的磁场?
方向如何?
(2)调节磁感强度的大小和方向,使导体所受磁场力的大小为mg,且导体仍保持静止状态,那么斜面所受的压力可能是多大?
49、如图所示,在倾角为30°的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为l、质量为m的通电直导体棒,棒内电流大小为I,方向如图示.以水平向右为x正方向,竖直向上为y正方向,建立直角坐标系.
(1)如果磁场的方向限定在xOy平面内,试确定使导体棒在斜面上保持静止的匀强磁场B所有可能的方向.
(2)求能使导体棒保持静止的磁场磁感应强度的最小值Bmin的大小.
一、单选题:
本大题共31小题,第1小题为3分;从第2小题到第31小题每题4分小计120分;共计123分。
1、◆标准答案:
C
★试题提示:
开始时,与N极接触处的磁场方向向上,受力方向向外,与S极接触处的磁场方向向下,受力方向向里,因此导线将发生俯视逆时针方向转动.转过90°后,导线所在位置的磁场方向水平向右,它受力方向变为向下.实际上,并不是要等到转90°后才受向下的磁场力,而是一边转动,同时一边向下运动.选项C正确.
2、◆标准答案:
C
3、◆标准答案:
C
4、◆标准答案:
C
5、◆标准答案:
C
6、◆标准答案:
C
★试题提示:
提示:
先画出a、b两导线在cd导线处的磁场情况如图,再根据左手定则判断cd导线的受力及运动情况.
7、◆标准答案:
C
8、◆标准答案:
A
★试题提示:
9、◆标准答案:
A
★试题提示:
提示:
方法一:
先画出条形磁铁在线圈附近的磁力线分布情况,再用左手定则判断.方法二:
将线圈视为电磁铁,纸里为N极,纸外为S极,此电磁铁与条形磁铁相互作用.
10、◆标准答案:
B
11、◆标准答案:
B
12、◆标准答案:
D
13、◆标准答案:
A
★试题提示:
提示:
画出蹄形磁铁在导线ab附近的磁力线分布情况,再用左手定则判断.
14、◆标准答案:
A
15、◆标准答案:
A
16、◆标准答案:
D
17、◆标准答案:
C
18、◆标准答案:
A
19、◆标准答案:
D
20、◆标准答案:
B
21、◆标准答案:
A
22、◆标准答案:
D
★试题提示:
提示:
两通电环将相互吸引而靠近,因相互引力大小相等,质量相同,所以加速度大小相等
23、◆标准答案:
D
24、◆标准答案:
C
25、◆标准答案:
B
26、◆标准答案:
D
27、◆标准答案:
C
28、◆标准答案:
C
29、◆标准答案:
C
30、◆标准答案:
D
31、◆标准答案:
B
二、填空题:
本大题共11小题,第32小题为2分;从第33小题到第36小题每题3分小计12分;从第37小题到第40小题每题4分小计16分;从第41小题到第42小题每题5分小计10分;共计40分。
32、◆标准答案:
B到A
33、 ★试题详解:
34、 ★试题提示:
提示:
导线平衡所需的最小安培力如图①,所以所加的最小磁感强度B如图②
★试题详解:
35、 ★试题详解:
1∶cosα
36、 ★试题详解:
nBI
37、 ★试题详解:
0.16N·m,0.08N·m
38、◆标准答案:
0.126,垂直纸面向外
39、◆标准答案:
1.8N,沿斜面向下
40、◆标准答案:
B--A,2A
★试题详解:
B→A,2A
41、 ★试题详解:
42、 ★试题提示:
★试题详解:
三、多选题:
本大题共3小题,从第43小题到第45小题每题4分小计12分;共计12分。
43、◆标准答案:
AC
44、◆标准答案:
ABD
45、◆标准答案:
AD
四、计算题:
本大题共4小题,从第46小题到第48小题每题10分小计30分;第49小题为15分;共计45分。
46、 ★试题详解:
47、 ★试题详解:
48、 ★试题详解:
解:
(1)使导体静止的最小磁场力的方向是沿斜面向上,大小是mgsinθ,因此磁场方向是垂直斜面向上,磁感强度是mgsinθ/IL
(2)当磁场力方向竖直向上时,二力平衡,斜面压力为零;当磁场力方向与竖直方向成2θ角时,三力平衡
如图所示,斜面的压力N=2mgcosθ
49、 ★试题详解:
解:
(1)磁场B的方向应在水平向右至沿斜面向上的范围内,包括水平向右,但不包括沿斜面向上.以水平向右为x轴正方向,则B与x轴正向间的夹角θ满足0°≤θ<150°(或θ∈[0,
])
(2)当B垂直斜面向上时,安培力沿斜面向上,此时B的值Bmin为最小值,
满足BminIl=mgsin30°,即
.
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