三、磁场对通电导线的作用 知识点题库

竖直放置的半圆形光滑绝缘管道处在如图所示的匀强磁场中,B=1.1T,管道半径R=0.8m,其直径PQ在竖直线上,在管口P处以2m/s的速度水平射入一个带点小球,可把它视为质点,其电荷量为104C(g取10m/s2),试求:

  1. (1) 小球滑到Q处的速度为多大?
  2. (2) 若小球从Q处滑出瞬间,管道对它的弹力正好为零,小球带什么电?小球的质量为多少?
一初速度为零的质子,经过电压为1 880 V的电场加速后,垂直进入磁感应强度为5.0×104 T的匀强磁场中,质子受到的洛伦兹力多大?(质子质量m=1.67×1027kg)

匀强磁场中有一段长为0.2m的直导线,它与磁场方向垂直,当通过2.0A的电流时,受到0.16N的安培力,则

  1. (1) 磁场磁感应强度是多少?

  2. (2) 当通过的电流加倍时,磁感应强度是多少?导线所受安培力大小?

如图所示,Ⅰ和Ⅱ是一对异名磁极,ab为放在其间的金属棒. ab 和cd用导线连成一个闭合回路.当ab棒向左运动时,cd导线受到向下的磁场力.由此可知Ⅰ是极,a点电势(填“大于”或“小于”)b点电势.

如图所示,A为水平放置的胶木圆盘,在其侧面均匀分布着负电荷,在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B,使B的环面水平且与圆盘面平行,其轴线与胶木盘A的轴线OO′重合.现使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动,则(   )

A . 金属环B的面积有扩大的趋势,丝线受到的拉力增大 B . 金属环B的面积有缩小的趋势,丝线受到的拉力减小 C . 金属环B的面积有扩大的趋势,丝线受到的拉力减小 D . 金属环B的面积有缩小的趋势,丝线受到的拉力增大
如图,虚线方框内为四个相同的匀强磁场,磁场中分别放入四个单匝线圈,四个线圈的边长MN相等,线圈平面与磁场方向垂直.当线圈中通有大小相同的环形电流时,四个线圈所受安培力最大的是(  )
A . B . C . D .
如图所示,把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方,导线可以自由移动,当导线通过图示方向电流I时,导线的运动情况是(从上往下看)(   )

A . 顺时针方向转动,同时下降 B . 顺时针方向转动,同时上升 C . 逆时针方向转动,同时下降 D . 逆时针方向转动,同时上升
通有电流的导线L1、L2处在同一平面(纸面)内,L1是固定的,L2可绕垂直纸面的固定转轴O转动(O为L2的中心),各自的电流方向如图所示.下列哪种情况将会发生(   )

A . 因L2不受磁场力的作用,故L2不动 B . 因L2上、下两部分所受的磁场力平衡,故L2不动 C . L2绕轴O按顺时针方向转动 D . L2绕轴O按逆时针方向转动
某同学画的表示磁场B、电流1和安培力F的相互关系如图所示,其中正确的是(   )
A . B . C . D .
如图所示,半径为r的均匀 金属圆环固定在竖直面内,a、b为其两个端点,O为圆心,Oa连线水平,圆环处于方向水平向右、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。当圆环中通过顺时针方向的电流I时,圆环受到的安培力(  )

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A . 大小为 ,方向垂直纸面向里 B . 大小为 ,方向垂直纸面向里 C . 大小为 ,方向垂直纸面向外 D . 大小为 ,方向垂直纸面向外
如图,光滑水平导轨与光滑斜面底端平滑绝缘连接,两导轨关于中心线OO′对称,其中边长为L的正方形区域abb′a′内有竖直向下的匀强磁场I,长为2L、宽为 的长方形区域dee′d′内有竖直向上的匀强磁场II。质量为m的金属杆P置于斜面上,质量为2m的金属杆Q置于bb′和dd′之间的适当位置,P杆由静止释放后,第一次穿过磁场I的过程中,通过P杆的电荷量为q;之后与杆发生正碰,碰后两杆向相反方向运动,并各自始终匀速穿过两侧的磁场,两杆在运动过程中始终与中心线OO′垂直。已知两杆单位长度的电阻均为r,P杆能再次滑上斜面的最大高度为h,重力加速度为g,导轨电阻不计。求:

  1. (1) 磁场I、II的磁感应强度大小B1、B2
  2. (2) 试通过计算分析两杆的碰撞是否为弹性碰撞;
  3. (3) P杆最初释放时的高度。
如图甲所示,在竖直方向上有四条间距相等的水平虚线L1、L2、L3、L4 , 在L1L2之间、L3L4之间存在匀强磁场,大小均为1T,方向垂直于虚线所在平面.现有一矩形线圈abcd,宽度cd=L=0.5 m,质量为0.1 kg,电阻为2 Ω,将其从图示位置由静止释放(cd边与L1重合),速度随时间的变化关系如图乙所示,t1时刻cd边与L2重合,t2时刻ab边与L3重合,t3时刻ab边与L4重合,已知t1~t2的时间间隔为0.6 s,整个运动过程中线圈平面始终处于竖直方向.(重力加速度g取10m/s2)则(   )

A . 在0~t1时间内,通过线圈的电荷量为0.25C B . 线圈匀速运动的速度大小为8m/s C . 线圈的长度为1m D . 0~t3时间内,线圈产生的热量为4.2J
下列各图中,通电直导线或带电粒子所受磁场力 方向正确的是(   )
A . 图片_x0020_100017 B . 图片_x0020_100018 C . 图片_x0020_100019 D . 图片_x0020_100020
如图所示,MN 和PQ为固定在水平面上的平行金属轨道,轨道间距为0.2m。质量为 0.1kg的金属杆 ab 置于轨道上,与轨道垂直。整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度 B=0.5T。现用F=2N的水平向右的恒力拉ab杆由静止开始运动。电路中除了电阻 R=0.04Ω之外,ab 杆的电阻 r=0.01Ω,其余电阻不计。设轨道光滑。求:

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  1. (1) 判断流过电阻 R 的电流方向;
  2. (2) ab 杆可以达到的最大速度;
  3. (3) ab杆的速度达到5m/s 时两端的电压;
  4. (4) 当 ab杆达到最大速度后撤去外力 F,此后电阻 R还能产生多少焦耳热。
如图,一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直.线段ab、bc和cd的长度均为L,且∠abc=∠bcd=135º.流经导线的电流为I,方向如图中箭头所示.导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力(   )

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A . 方向沿纸面向上,大小为( +1)ILB B . 方向沿纸面向上,大小为( -1)ILB C . 方向沿纸面向下,大小为( +1)ILB D . 方向沿纸面向下,大小为( -1)ILB
如图所示,水平导轨间距为L=0.5m,导轨电阻忽略不计;导体棒ab的质量m=1kg,电阻R0=0.9 ,与导轨接触良好;电源电动势E=10V,内阻r=0.1 ,电阻R=4 ;外加匀强磁场的磁感应强度B=5T,方向垂直于ab,与导轨平面成α=53°角;ab与导轨间动摩擦因数为μ=0.5(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),定滑轮摩擦不计,ab与重物由绕过定滑轮的细线相连,线对ab的拉力为水平方向,重力加速度g=10m/s2 , ab处于静止状态(已知sin53°=0.8,cos53°=0.6)求:

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  1. (1) ab受到的安培力大小;
  2. (2) 重物重力G的取值范围。
如图所示,一轻质长杆两侧各固定一铜环,左环M开口,右环N闭合,横杆可以绕中心自由转动,用一条形磁铁插向其中一个铜环,下列说法正确的是(   )

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A . 若磁铁插向M环,横杆会发生转动 B . 若磁铁插向N环,横杆会发生转动 C . 无论磁铁插向哪个环,横杆都不会发生转动 D . 无论磁铁插向哪个环,横杆都会发生转动
如图所示,匀强磁场方向垂直纸面向里,带正电粒子运动方向水平向右,则粒子所受洛伦兹力的方向是(   )

A . 垂直纸面向里 B . 垂直纸面向外 C . 沿纸面向上 D . 沿纸面向下
某兴趣小组用电流传感器测量某磁场的磁感应强度。实验装置如图甲所示,不计电阻的足够长光滑金属导轨竖直放置在匀强磁场中,导轨间距为d,其平面与磁场方向垂直。电流传感器与阻值为R的电阻串联接在导轨上端。质量为m、有效阻值为r的导体棒AB由静止释放沿导轨下滑,该过程中电流传感器测得电流随时间变化的规律如图乙所示,电流最大值为Im。棒下滑过程中与导轨保持垂直且接触良好,不计电流传感器的内阻及空气阻力,重力加速度为g。

  1. (1) 求该磁场的磁感应强度大小;
  2. (2) 求在t1时刻棒AB的速度大小;
  3. (3) 在0~t1时间内棒AB下降的高度为h,求此过程电阻R产生的电热。
如图所示,竖直放置的U形导轨宽为L,上端串有电阻R(其余导体部分的电阻都忽略不计)。磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直于纸面向外。金属棒ab的质量为m,与导轨接触良好,不计摩擦。从静止释放后ab保持水平而下滑。试求:

  1. (1) ab中感应电流的方向及金属棒ab的最大加速度; 
  2. (2) ab下滑的最大速度vm
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