第二章 磁场 知识点题库

如图所示,两根平行金属导轨置于水平面内,导轨之间接有电阻R。金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下。现使磁感应强度随时间均匀减小,ab始终保持静止,下列说法正确的是

A . ab中的感应电流方向由ba B . ab中的感应电流逐渐减小 C . ab所受的安培力保持不变 D . ab所受的静摩擦力逐渐减小

如图所示,两条足够长的光滑金属导轨平行放置,导轨所在平面与水平面的夹角为θ,导轨上端连有定值电阻,匀强磁场垂直于导轨平面.将质量为m的导体棒放在导轨上静止释放,当速度达到v时导体棒开始匀速运动,此时再对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力,并保持拉力的功率恒定,导体棒最终以2v的速度匀速运动.已知导体棒始终与导轨垂直且接触良好,不计导轨和导体棒的电阻,重力加速度为g.在由静止开始运动到以速度2v匀速运动的过程中(   )

A . 拉力的功率为2mgvsin θ B . 安培力的最大功率为2mgvsin θ C . 加速度的最大值为2gsinθ D . 当棒速度为1.5v时,加速度大小为gsinθ
两根非常靠近且相互垂直的长直导线分别通以相同强度的电流,方向如图所示,那么两电流所产生的磁场垂直导线平面向内且最强的在哪个区域(   )

A . 区域1 B . 区域2 C . 区域3 D . 区域4
如图所示,条形磁铁放在水平桌面上,一根通电直导线被水平悬挂在磁铁中心的正上方处,保持导线跟磁铁垂直.导线中通有如图中所示电流,磁铁保持静止状态.以下判断正确的是(   )

A . 磁铁受到向右的摩擦力作用 B . 磁铁不受摩擦力作用 C . 磁铁对桌面的压力大于自身的重力 D . 磁铁对桌面的压力小于自身的重力
如图所示,要使线框abcd在受到磁场力作用后,ab边向纸外,cd边向纸里转动,可行的方法是(   )

A . 加方向垂直纸面向外的磁场,通方向为a→b→c→d→a的电流 B . 加方向平行纸面向上的磁场,通以方向为a→b→c→d→a电流 C . 加方向平行于纸面向下的磁场,通以方向为a→b→c→d的电流 D . 加方向垂直纸面向内的磁场,通以方向为a→d→c→b→a的电流
如图甲所示,光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上,两导轨间距L=0.3m.导轨电阻忽略不计,其间连接有固定电阻R=0.4Ω.导轨上停放一质量m=0.1kg、电阻r=0.2Ω的金属杆ab,整个装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,磁场方向竖直向下.利用一外力F沿水平方向拉金属杆ab,使之由静止开始运动做匀加速直线运动,电压传感器可将R两端的电压U即时采集并输入电脑,获得电压U随时间t变化的关系如图乙所示.

  1. (1) 求金属杆的瞬时速度随时间变化的表达式;
  2. (2) 求第2s末外力F的大小;
  3. (3) 如果水平外力从静止起拉动杆2s所做的功为1.2J,求整个回路中产生的焦耳热是多少.
如图所示,两根靠近但彼此绝缘的直导线互相垂直,通以大小相同的电流,在哪一个区域两根导线的磁场方向一致且向里(    )

A . I区 B . II 区 C . III区 D . IV区
如图所示,宽度为L=0.40m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨的一端连接阻值为R=0.90Ω的电阻,导轨电阻忽略计.导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B=0.50T.一根质量为m=0.1kg、电阻R1=0.1Ω的导体棒MN放在导轨上,与导轨接触好.现用一平行于导轨的拉力拉动导体棒MN沿导轨向右运动,在运动过程中保持导体棒与导轨垂直.当导体棒达到匀速运动时,速度为v=0.50m/s,此时,

  1. (1) 问导体棒上M、M两点,哪一点电势高?
  2. (2) 求MN两点间的电压UMN
  3. (3) 求作用在导体捧上的拉力的大小.
如图所示,一闭合金属圆环用绝缘细线挂于O点,将圆环拉离平衡位置并释放,圆环摆动过程中经过有界的水平匀强磁场区域,A,B为该磁场的竖直边界,若不计空气阻力,则(   )

A . 圆环向右穿过磁场后,不能摆至原来的高度。 B . 在进入和离开磁场时,圆环中均有感应电流 C . 圆环进入磁场后离平衡位置越近速度越大,感应电流也越大 D . 圆环最终不能静止在平衡位置。
静电喷漆技术具有效率高、质量好、有益于健康等优点,其装置可简化为如图甲所示。A、B为水平放置的间距d=1.6m的两块足够大的平行金属板,两板间有方向由B指向A的 的匀强电场。在A板的中央放置一个安全接她的静电油漆喷枪P,油漆喷枪可向各个方向均匀地喷出初速度大小均为 的油漆微粒,已知油漆微粒的质量均为m=1.0×105kg,带负电且电荷量均为q=1.0×103C,不计油漆微粒间的相互作用以及油漆微粒带电量对板间电场和磁场的影响,忽略空气阻力,g取 ,已知sin53°=0.8,cos53°=0.6.求(计算结果小数点后保留一位数字):

  1. (1) 油漆微粒落在B板上的最大面积;
  2. (2) 若让A、B两板间的电场反向(如图乙所示),并在两板间加垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B=0.06T,调节喷枪使油漆微粒只能在纸面内沿各个方向喷出,其他条件不变。

    ①B板被油漆微粒打中的区域的长度为多少?

    ②打中B板的油漆微粒中,在正交场中运动的最短时间为多少?

如图甲所示,带正电粒子以水平速度v0从平行金属板MN间中线 连续射入电场中。MN板间接有如图乙所示的随时间t变化的电压UMN , 两板间电场可看作是均匀的,且两板外无电场。紧邻金属板右侧有垂直纸面向里的匀强磁场B , 分界线为CD,EF为屏幕。金属板间距为d , 长度为l , 磁场的宽度为d。已知B=2. 5xl0-3Tl=d=0.2m , 每个带正电粒子的速度v0=105m/s,比荷 = l02C/kg,MN板间最大电压U=75V , 重力忽略不计,在每个粒子通过电场区域的极短时间内,电场可视作是恒定不变的。取sin37°=0.6cos37°=0.8。求:

  1. (1) 带电粒子进入磁场做圆周运动的最小半径;
  2. (2) 带电粒子向上偏转射出电场的最大速度;
  3. (3) 带电粒子打在屏幕上的范围。
如图是采用智能照明系统,在自然光不足时接通电源启动日光灯,而在自然光充足时,自动关闭日光灯,其原理图如图所示。R为一光敏电阻,L为一带铁芯的螺线管,在螺线管上方有一用细弹簧系着的轻质衔铁,一端用铰链固定在墙上可以自由转动,另一端用一绝缘棒链接两动触头。有关这套智能照明系统工作原理描述正确的是(   )

A . 光照越强,光敏电阻阻值越大,衔铁被吸引下来 B . 在光线不足时,光敏电阻阻值变大,衔铁被弹簧拉上去 C . 上面两接线柱应该和日光灯电路连接 D . 下面两接线柱应该和日光灯电路连接
如图所示,在宽为L的区域内有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B.光滑绝缘水平面上有一边长为L、质量为m、电阻为R的单匝正方形线框abcd,ad边位于磁场左边界,线框在水平外力作用下垂直边界穿过磁场区.

  1. (1) 若线框以速度v匀速进入磁场区,求此过程中b、c两端的电势差Ubc
  2. (2) 在(1)的情况下,示线框移动到完全进入磁场的过程中产生的热量Q和通过导线截面的电量q;
  3. (3) 若线框由静止开始以加速度a匀加速穿过磁场,求此过程中外力F随运动时间t的变化关系.
如图所示,在倾角为θ=30°的斜面上,固定两间距L=0.5 m的平行金属导轨,在导轨上端接入电源和滑动变阻器R , 电源电动势E=10 V,内阻r=2 Ω,一质量m=100 g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好。整个装置处于磁感应强度B=1 T、垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计)。金属导轨是光滑的,取 g=10 m/s2 , 要保持金属棒在导轨上静止,求:

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  1. (1) 金属棒所受到的安培力大小;
  2. (2) 滑动变阻器R接入电路中的阻值。
导线中带电粒子的定向运动形成了电流。带电粒子定向运动时所受洛伦兹力的矢量和,在宏观上表现为导线所受的安培力。如图所示,设导线ab中每个带正电粒子定向运动的速度都是v,单位体积的粒子数为n,粒子的电荷量为q,导线的横截面积为S,磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里,则下列说法正确的是(   )

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A . 由题目已知条件可以算得通过导线的电流为 B . 题中导线受到的安培力的方向可用安培定则判断 C . 每个粒子所受的洛伦兹力为 ,通电导线所受的安培力为 D . 改变适当的条件,有可能使图中带电粒子受到的洛伦兹力方向反向而导线受到的安培力方向保持不变
如图所示,在倾角为 的斜面上,固定一宽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R.电源电动势E=12V,内阻 ,一质量m=20g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好.整个装置处于磁感应强度B=0.80T、垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计).金属导轨是光滑的,取 ,要保持金属棒在导轨上静止,求:
  1. (1) 金属棒所受到的安培力的大小.
  2. (2) 通过金属棒的电流的大小.

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老师在课堂上做了两个小实验,同学印象深刻。第一个实验叫做“旋转的液体”,在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极,沿边缘内壁放一个圆环形电极,把它们分别与电池的两极相连,然后在玻璃皿中放入导电液体,例如盐水,如果把玻璃皿放在如图甲的磁场中,液体就会旋转起来。第二个实验叫做“振动的弹簧”,把一根柔软的弹簧悬挂起来,使它的下端刚好跟槽中的水银接触(如图乙),通电后,发现弹簧不断上下振动,下列关于这两个趣味实验的说法正确的是(  )

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A . 图甲中,如果改变磁场的方向,液体的旋转方向改变 B . 图甲中,如果改变电源的正负极,液体的旋转方向不变 C . 图乙中,如果改变电源的正负极,依然可以观察到弹簧不断上下振动 D . 图乙中,如果改变电源的正负极,观察不到弹簧不断上下振动
如图,等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成,固定于匀强磁场中,线框平面与磁感应强度方向垂直,线框顶点M、N与直流电源两端相接。已知导体棒MN受到的安培力大小为F,则线框LMN受到的安培力的大小为(    )

A . 2F B . 1.5F C . 0.5F D . 0
小明同学制作了一个有趣的“简易电动机”,将一节5号干电池的正极向上,几块圆柱形强磁铁吸附在电池的负极上,把一段裸铜导线弯折成一个线框,线框上端的中点折出一个突出部分与正极良好接触,下面弯曲的两端与磁铁表面保持良好接触,如图甲所示,放手后线框就会转动起来。小明运用学过的磁场知识对其进行深入研究,画出的“原理图”如图乙所示,图中虚线表示磁感线,关于该“简易电动机”,下列说法正确的是(   )

A . 若磁铁N极朝上,从上往下看,该线框顺时针旋转 B . 若在磁铁下面再增加一块同样的磁铁,转动稳定后转速更大 C . 若将磁极上下对调,“电动机”转动方向一定改变 D . “简易电动机”由静止到转动起来的过程中,电源的功率不断增大
如图,同种材料制成的粗细均匀半圆形单匝导线框固定于匀强磁场中,线框平面与磁场方向垂直,直径两端与直流电源相接。已知段所受安培力大小为 , 忽略电流之间的相互作用。则( )

A . 段所受安培力的方向直于线框平面 B . 通过段与段的电流之比为 C . 段所受安培力大小为 D . 半圆形线框所受安培力大小为
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