三、磁场对通电导线的作用 知识点题库

如图所示,条形磁铁放在水平桌面上,它的正中间的上方固定一根
长直导线A , 现使导线内通过垂直于纸面向里的恒定电流,则磁铁受到 
桌面的支持力大小变化情况是                            (  )

A . 不变 B . 减小图 3 C . 增大 D . 无法判断
关于通电导线所受安培力F的方向、磁感应强度B的方向和电流I的方向之间的关系,下列说法正确的是(  )

A . F、B、I三者必须保持相互垂直 B . F必须垂直B、I,但B、I可以不相互垂直 C . B必须垂直F、I,但F、I可以不相互垂直 D . I必须垂直F、B,但F、B可以不相互垂直
如图是电子射线管示意图.接通电源后,电子射线由阴极沿x轴方向射出,在荧光屏上会看到一条亮线.要使荧光屏上的亮线向下(z轴负方向)偏转,在下列措施中可采用的是(  )

A . 加一磁场,磁场方向沿z轴负方向 B . 加一磁场,磁场方向沿y轴正方向 C . 加一电场,电场方向沿z轴负方向 D . 加一电场,电场方向沿y轴正方向

如图甲所示,无限长通电直导线MN固定在绝缘水平面上,导线中通有图乙所示的电流i(沿NM方向为正).与R组成闭合电路的导线框ABCD同直导线处在同一水平面内,AB边平行于直导线,则(   )

A . 0~t0时间内,流过R的电流方向为C→R→D B . t0~2t0时间内,流过R的电流方向为C→R→D C . 0~t0时间内,导线所受安培力的大小先增大后减小 D . t0~2t0时间内与2t0~3t0时间内,导线框所受安培力的方向均向右

图中装置可演示磁场对通电导线的作用.电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨,L是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆.当电磁铁线圈两端a、b,导轨两端e、f,分别接到两个不同的直流电源上时,L便在导轨上滑动.下列说法正确的是(   )


A . 若a接正极,b接负极,e接正极,f接负极,则L向右滑动 B . 若a接正极,b接负极,e接负极,f接正极,则L向右滑动 C . 若a接负极,b接正极,e接正极,f接负极,则L向左滑动 D . 若a接负极,b接正极,e接负极,f接正极,则L向左滑动
将一段导线绕成图甲所示的闭合电路,并固定在水平面(纸面)内,回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中.回路的圆形区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ,以向里为磁场Ⅱ的正方向,其磁感应强度B随时间t变化的图象如图乙所示.用F表示ab边受到的安培力,以水平向右为F的正方向,能正确反映F随时间t变化的图象是(   )

A . B . C . D .
带电粒子以相同的速度分别射入匀强电场和匀强磁场中,粒子可能发生的运动是(   )

A . 在匀强磁场中做匀变速直线运动 B . 在匀强电场中做匀变速直线运动 C . 在匀强电场中做匀速圆周运动 D . 在匀强磁场中做匀速圆周运动
图中的D为置于电磁铁两极间的一段通电直导线,电流方向垂直于纸面向里.在电键S接通后,导线D所受磁场力的方向是(   )

A . 向上 B . 向下 C . 向左 D . 向右
如图所示,xOy平面内半径为R的圆O'与y轴相切于原点O.在该圆形区域内,有与y轴平行的匀强电场和垂直于圆面的匀强磁场.一质量为m、电荷量为q的粒子(不计重力)从O点沿x轴正方向以某一速度射入,带电粒子恰好做匀速直线运动,经T0时间从P点射出.

  1. (1) 若仅撤去磁场,带电粒子仍从O点以相同的速度射入,经 时间恰从圆形区域的边界射出.求电场强度的大小和粒子离开电场时速度的大小;

  2. (2) 若仅撤去电场,带电粒子仍从O点射入,且速度为原来的2倍,求粒子在磁场中运动的时间.

“上海光源”发出的光,是接近光速运动的电子在磁场中做曲线运动改变运动方向时产生的电磁辐射。如图所示,若带正电的粒子以某一速率进入匀强磁场后,在与磁场垂直的平面内做匀速圆周运动,已知粒子的电荷量为q,质量为m,磁感应强度为B,则其运动的角速度ω=。粒子运行一周所需要的时间称为回旋周期。如果以上情况均保持不变,仅增加粒子进入磁场的速率则回旋周期(填“增大” “不变”或“减小”)。


如图所示,重为3N的导体棒,放在间距为d=1m的水平放置的导轨上,其中电源电动势E=6V,内阻r=0.5Ω,定值电阻R0=11.5Ω,其它电阻不计.

求:

  1. (1) 若磁场方向垂直导轨平面向上,大小为B=2T,此时导体棒静止不动,导轨与导体棒间的摩擦力为多大?
  2. (2) 若磁场大小不变,方向与导轨平面成θ=60°角(仍与导体棒垂直),此时导体棒所受的摩擦力多大?
如图所示,一平面框架与水平面成θ=37°角,宽L=0.4m,上、下两端各有一个电阻R0=1Ω,框架的其他部分电阻不计,框架足够长。垂直于框架平面的方向存在向上的匀强磁场,磁感应强度B=2T.ab为金属杆,其长度为L=0.4m,质量m=0.8kg,电阻r=0.5Ω,金属杆与框架的动摩擦因数μ=0.5.金属杆由静止开始下滑,直到速度达到最大的过程中,金属杆克服磁场力所做的功为W=1.5J.已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2 . 求:

  1. (1) ab杆速度v=1m/s时的加速度;
  2. (2) ab杆的最大速度;
  3. (3) ab杆从开始到速度最大的过程中沿斜面下滑的距离;
  4. (4) 在该过程中通过ab的电荷量。
如图所示,虚线框内为某种电磁缓冲车的结构示意图,其主要部件为缓冲滑块K和质量为m=100kg的缓冲车厢。在缓冲车的底板上,沿车的轴线固定着两个光滑水平绝缘导轨PQ、MN.缓冲车的底部,安装电磁铁(图中未画出),能产生垂直于导轨平面的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B=0.2T。导轨内的缓冲滑块K由高强度绝缘材料制成,滑块K上绕有闭合矩形线圈abcd,线圈的总电阻为R=10Ω,匝数n=500,ab边长为L=1m。假设缓冲车以速度v0=5m/s与障碍物C碰撞后,滑块K立即停下,此后线圈与轨道间的磁场作用力使车厢做减速运动,从而达到缓冲效果,一切摩擦阻力不计。

求:

  1. (1) 求滑块K的线圈中最大感应电动势的大小;
  2. (2) 若缓冲车厢向前移动距离0.5m后速度为零,则此过程线圈abcd中通过的电量和产生的焦耳热各是多少?
  3. (3) 若缓冲车以某一速度v1(未知)与障碍物C碰撞后,滑块K立即停下,缓冲车厢所受的最大水平磁场力为Fm=104N。缓冲车在滑块K停下后,其速度v随位移x的变化规律满足: .要使导轨右端不碰到障碍物,则缓冲车与障碍物C碰撞前,导轨右端与滑块K的cd边距离至少多大?
如图所示,电阻r=0.3Ω,质量m=0.1kg的金属棒CD垂直静置在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上,金属棒与导轨间接触良好,导轨电阻不计,导轨左端接有阻值R=0.5Ω的电阻。量程为0~3.0A的电流表串接在一条导轨上,量程为0~1.0V的电压表接在电阻R的两端。垂直导轨平面的匀强磁场向下穿过平面。现以向右恒定外力F使金属棒向右移动,观察到两表的示数逐渐变大,最后两表示数稳定,其中一个电表正好满偏,而另一个电表未满偏,此时导体棒的速度为v=2m/s。两电表均为理想电表。求:

  1. (1) 拉动金属棒的外力F多大?
  2. (2) 若电表读数稳定后某一时刻,撤去外力F,求此后电阻R上产生的热量是多少?
  3. (3) 在(2)的条件下,若测得通过电阻R的电量总共为0.25库仑,求此后导体棒运动的总位移多大?
如图所示,长为L、质量为m的导体棒用细线悬挂放入某匀强磁场中,导体棒与磁场方向垂直,当导体棒中通过的电流为I时,细线上的拉力恰好为零,求磁感应强度B为多大?磁场方向如何?

判断下列图中洛伦兹力的方向

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图(1)的洛伦兹力方向是

图(2)的洛伦兹力方向是

如图所示,空间分布着匀强磁场,xOy面内有一通电导线AO,导线与Ox轴夹角为45°,电流由A流向O。有关安培力与磁场方向关系,下列说法正确的是(   )

A . 若磁场沿x轴正向,则安培力沿z轴负向 B . 若磁场沿y轴正向,则安培力沿z轴负向 C . 若磁场沿z轴正向,则安培力沿x轴正向 D . 若磁场沿z轴负向,则安培力沿x轴负向
如图所示,两平行金属导轨间的距离L=0.40 m,金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°,在导轨所在平面内,分布着磁感应强度B=0.5 T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E=4.5 V、内阻r=0.50 Ω的直流电源。现把一个质量m=0.040 kg的导体棒ab放在金属导轨上,导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好,导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R=2.5 Ω,金属导轨电阻不计,g取10 m/s2.。已知sin 37°=0.60,cos   37°=0.80,求:

  1. (1) 通过导体棒的电流;
  2. (2) 导体棒受到的安培力大小和方向;
  3. (3) 导体棒受到的摩擦力大小和方向。
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(电动势为E,内阻不计)的两极相连(边缘接电池的正极),然后在玻璃皿中放入导电液体,导电液体的等效电阻为R。把玻璃皿放在磁场中,如图所示,液体就会旋转起来。则以下说法中正确的是(   )

A . 从上往下看,液体顺时针旋转 B . 改变磁场方向,液体旋转方向不变 C . 通过液体的电流等于 D . 通过液体的电流小于
如图所示,在光滑的水平地面上放有质量为m的U形导体框,导体框的电阻可忽略不计。一电阻为R、质量也为m的导体棒CD两端置于导体框上,与导体框构成矩形回路,矩形回路的宽度为L、长为s;在U形导体框右侧有一竖直向下足够大的匀强磁场,磁感应强度大小为B,磁场边界与EF平行,且与EF间距为。现对导体棒CD施加一水平向右的恒力F使U形导体框和导体棒CD以相同加速度向右运动,当EF刚进入磁场U形导体框立即匀速运动,而导体棒CD继续加速运动。已知重力加速度为g,导体棒CD与U形导体框间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,导体棒与框始终接触良好。下列判断正确的是(   )

A . EF在进入磁场以前导体棒CD受到导体框的摩擦力大小F B . EF在刚进入磁场以后导体棒CD受到导体框的摩擦力大小 C . 导体棒CD与U形导体框都进入磁场,经过足够长时间后两者可能都做匀速运动 D . 导体棒CD与U形导体框都进入磁场,经过足够长时间后两者都做匀加速运动
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