第二章磁场知识点题库

如图所示，在圆环状导体圆心处，放一个可以自由转动的小磁针．现给导体通以顺时针方向的恒定电流，不计其他磁场的影响，则（　　）

A . 小磁针保持不动 B . 小磁针的N极将向下转动 C . 小磁针的N极将垂直于纸面向里转动 D . 小磁针的N极将垂直于纸面向外转动

粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍，两粒子均带正电荷．让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动．已知磁场方向垂直于纸面向里．则下列四个图中，能正确表示两粒子运动轨迹的是(　　)

A .

B .

C .

D .

如图所示，在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4m．质量为6×10^﹣2 kg的通电直导线，电流I=1A，方向垂直纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动，整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4T，方向竖直向上的磁场中，设t=0，B=0，则需要多长时间斜面对导线的支持力为零？（g取10m/s²）

光滑绝缘的水平桌面上方存在垂直桌面向上范围足够大的匀强磁场，虚线框abcd内（包括边界）存在平行于桌面的匀强电场，如图所示，一带电小球从d处静止开始运动，运动到b处时速度方向与电场边界ab平行，通过磁场作用又回到d点，已知bc=2ab=2L，磁感应强度为B，小球的质量为m，电荷量为q．则正确的是（）

A . 小球带正电 B . 小球从d到b做匀变速曲线运动 C . 小球在虚线框外运动的速度大小为v= $\text{[math]}$ D . 小球在b点时的加速度大小为a= $\text{[math]}$

如图甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示．在0﹣ $\text{[math]}$ 时间内，直导线中电流向上，则在 $\text{[math]}$ ﹣T时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力情况是（）

A . 感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向左 B . 感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向右 C . 感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向右 D . 感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向左

如图所示，MN为两个匀强磁场的分界面，两磁场的磁感应强度大小的关系为B₁=2B₂ ，一带电荷量为+q、质量为m的粒子从O点垂直MN进入B₁磁场，则经过多长时间它将向下再一次通过O点（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

如图所示，质量为m，长为L，通有电流为I的导体棒ab静止在水平导轨上，匀强磁场磁感应强度为B，其方向与导轨平面成α角斜向上且和棒ab垂直，ab处于静止状态，则ab受到的摩擦力大小为，方向为，受到的支持力为。

光滑绝缘杆与水平面保持θ角，磁感应强度为B的匀强磁场充满整个空间，一个带正电q，质量为m，可以自由滑动的小环套在杆上，如图所示，小环下滑过程中对杆的压力为零时，小环的速度为。

下列关于电场和磁场的说法正确的是（）

A . 电场强度和磁感应强度都是由场本身决定的，但电势的高低不是由电场本身决定的，它与零电势的选取有关 B . 电场中某点的电势高，则试探电荷在该点的电势能一定大；磁场中某点磁感应强度大，则电流元在该处受的安培力一定大 C . 电场对处于其中的静止电荷一定有力的作用，而磁场对处于其中的运动电荷一定有力的作用 D . 电场强度和磁感应强度都是矢量，方向可分别由试探电荷和电流元（或磁极）来确定

高大建筑上都有一竖立的避雷针，用以把聚集在云层中的电荷导入大地。在赤道某地两建筑上空，有一团带负电的乌云经过其正上方时，发生放电现象，如图所示。则此过程中地磁场对避雷针的作用力的方向是（）

A . 向东 B . 向南 C . 向西 D . 向北

如图所示，竖直放置的两根足够长的光滑金属导轨相距为L，导轨的两端分别与电源（串有一滑动变阻器 R）、定值电阻、电容器（原来不带电）和开关K相连．整个空间充满了垂直于导轨平面向外的匀强磁场，其磁感应强度的大小为B．一质量为m，电阻不计的金属棒 ab 横跨在导轨上．已知电源电动势为E，内阻为r，电容器的电容为C，定值电阻的阻值为R₀ ，不计导轨的电阻．

（1）当K接1时，金属棒 ab 在磁场中恰好保持静止，则滑动变阻器接入电路的阻值 R 为多大？
（2）当 K 接 2 后，金属棒 ab 从静止开始下落，下落距离 s 时达到稳定速度，则此稳定速度的大小为多大？下落 s 的过程中所需的时间为多少？
（3） ab 达到稳定速度后，将开关 K 突然接到3，试通过推导，说明 ab 作何种性质的运动？求 ab 再下落距离 s 时，电容器储存的电能是多少？（设电容器不漏电，此时电容器没有被击穿）

导线中带电粒子的定向移动形成电流，电流可以从宏观和微观两个角度来认识。

（1）一段通电直导线的横截面积为S，单位体积的带电粒子数为n，到西安中每个带电粒子定向移动的速率为v，粒子的电荷量为q，并认为做定向运动的电荷是正电荷。
a．试推导出电流的微观表达式 $\text{[math]}$ ；

b．如图所示，电荷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。按照这个思路，请你尝试由安培力的表达式推导出洛伦兹力的表达式。
（2）经典物理学认为金属导体总恒定电场形成稳恒电流。金属导体中的自由电子在电场力的作用下，定向运动形成电流。自由电子在定向运动的过程中，不断地与金属离子发生碰撞。碰撞后自由电子定向运动的速度变为零，将能量转移给金属离子，使得金属离子的热运动更加剧烈。自由电子定向运动过程中，频繁地与金属离子碰撞产生了焦耳热。某金属直导线电阻为R，通过的电流为I。请从宏观和微观相联系的角度，推导在时间t内导线中产生的焦耳热为 $\text{[math]}$ （需要的物理量可自设）。

如图，长为 $\text{[math]}$ 的直导线拆成边长相等，夹角为 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为 $\text{[math]}$ ，当在该导线中通以电流强度为 $\text{[math]}$ 的电流时，该 $\text{[math]}$ 形通电导线受到的安培力大小为（）

A . 0 B . 0.5 $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

如图所示，分别是直流电动机、摇绳发电、磁电式仪表和电磁轨道炮示意图，其中不属于“因电而动”（即在安培力作用下运动）的是（）

A .

B .

C .

D .

如图，U形光滑金属框abcd置于水平绝缘平台上，ab和dc边平行，和bc边垂直。ab、dc足够长，整个金属框电阻可忽略。一根具有一定电阻的导体棒MN置于金属框上，用水平恒力F向右拉动金属框，运动过程中，装置始终处于竖直向下的匀强磁场中，MN与金属框保持良好接触，且与bc边保持平行。经过一段时间后（）

A . 金属框的速度大小趋于恒定值 B . 金属框的加速度大小趋于恒定值 C . 导体棒所受安培力的大小趋于恒定值 D . 导体棒到金属框bc边的距离趋于恒定值

如图甲所示，固定的两光滑导体圆环半径均为 R＝0.125m，相距 1m。圆环通过导线与电源相连，电源的电动势 E＝3 V，内阻 r₁＝0.2 Ω。在两圆环上放置一导体棒，导体棒质量为 0.06kg，接入电路的电阻 r₂＝1.3 Ω，圆环电阻不计，匀强磁场竖直向上。开关 S 闭合后，棒可以静止在圆环上某位置，该位置对应的半径与水平方向的夹角为 θ＝37°，如图乙所示，g取10 m/s² ， sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。求：

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（1）导体棒静止在图乙位置时所受安培力的大小；
（2）匀强磁场的磁感应强度的大小；
（3）断开开关S 后，导体棒下滑到轨道最低点时的速度大小。

如图为一由干电池、铜线圈和钕磁铁组成的简易电动机，此装置中的铜线圈能从静止开始绕虚线 $\text{[math]}$ 轴转动起来，那么（）

A . 若磁铁上方为 $\text{[math]}$ 极，从上往下看，线圈将顺时针旋转 B . 若磁铁上方为 $\text{[math]}$ 极，从上往下看，线圈将顺时针旋转 C . 线圈匀速转动过程电池的化学能全部转化为线圈的动能 D . 线圈加速转动过程电池的化学能全部转化为线圈的动能

如图所示，有两根用超导材料制成的长直平行导线 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，分别通以 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 流向相同的电流，两导线构成的平面内有一点 $\text{[math]}$ ，到两导线的距离相等。下列说法正确的是（）