第2节 安培力与磁电式仪表 知识点题库

通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内.电流方向如图所示,ad边与MN平行,若直导线中的电流增大,关于MN的磁场对线框的作用,下列叙述正确的是(    )

A . 线框有两条边所受的安培力方向相同 B . 线框有两条边所受的安培力大小相同 C . 线框所受安培力合力向里 D . 线框所受安培力合力为零
一个质量为m=0.1 g的小滑块,带有q=5×104 C的电荷量,放置在倾角α=30°的光滑斜面上(绝缘),斜面置于B=0.5 T的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里,如图所示,小滑块由静止开始沿斜面下滑,其斜面足够长,小滑块滑至某一位置时要离开斜面.求:(取g=10 m/s2)

  1. (1)     小滑块带何种电荷?


  2. (2) 小滑块离开斜面时的瞬时速度多大?

  3. (3) 该斜面的长度至少多长?

如图所示,两平行金属导轨间的距离L=0.40m,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=0.50T、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=4.5V、内阻r=0.50Ω的直流电源.现把一个质量m=0.040kg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R0=2.5Ω,金属导轨电阻不计,g取10m/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;

  3. (3) 导体棒受到的摩擦力.

  4. (4) 若将磁场方向改为竖直向上,要使金属杆继续保持静止,且不受摩擦力左右,求此时磁场磁感应强度B2的大小?

如图所示,光滑的平行导轨倾角为θ=45°,处在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度B=1T,导轨中接入电动势为E=1.5 V、内阻为r=0.2Ω的直流电源,电路中电动机的电阻为R=0.3Ω,其余电阻不计.将质量为m=0.1 kg、长度为L=1 m的导体棒放在平行导轨上恰好能够处于静止状态,g取10m/s2 . 求:

  1. (1) 流过电动机的电流强度
  2. (2) 电源的输出功率
  3. (3) 电动机的输出功率.
显像管原理的示意图如图所示,当没有磁场时,电子束将打在荧光屏正中的O点,安装在管径上的偏转线圈可以产生磁场,使电子束发生偏转.设垂直纸面向里的磁场方向为正方向,若使高速电子流打在荧光屏上的位置由a点逐渐移动到b点,下列变化的磁场能够使电子发生上述偏转的是(   )

A . B . C . D .
如图所示,足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ相距L,倾斜置于匀强磁场中。磁场方向垂直导轨平面向上,断开开关S,将长也为L的金属棒ab在导轨上由静止释放。经时间t , 金属棒的速度大小为v1 , 此时闭合开关,最终金属棒以大小为v2的速度沿导轨匀速运动。已知金属棒的质量为m电阻为r , 其他电阻均不计,重力加速度为g。则下列说法正确的是(   )

A . 导轨与水平面夹角α的正弦值为 B . 磁场的磁感应强度B的大小为 C . 金属棒的速度从 变至恰为 的过程,金属棒一定做加速度减小的加速运动 D . 金属棒的速度从 变至恰为 的过程,金属棒上产生的焦耳热为
如图所示倾角为θ=30°的平行金属轨道固定在水平面上,导轨的顶端接有定值电阻R,长度与导轨宽度相等的导体棒AB垂直于导轨放置,且保持与导轨由良好的接触.图中虚线1和2之间有垂直导轨平面向上的匀强磁场,现给导体棒沿导轨向上的初速度,使导体棒穿过磁场区域后能继续向上运动到最高位置虚线3,然后沿导轨向下运动到底端.已知导体棒向上运动经过虚线1和2时的速度大小之比为2:1,导体棒沿导轨向下运动由虚线2到1做匀速直线运动,虚线2、3之间的距离为虚线1、2之间距离的2倍,整个运动过程中导体棒所受的摩擦阻力恒为导体棒重力的 除定值电阻外其余部分电阻均可忽略,求:

  1. (1) 导体棒沿导轨1向上运动经过虚线2的速度v1与沿导轨向下运动经过虚线2的速度v2的比值;
  2. (2) 导体棒沿导轨向上运动经过磁场与沿导轨向下运动经过磁场的过程中,定值电阻R上产生的热量之比Q1:Q2为多大.
  3. (3) 导体棒沿导轨向上运动刚经过虚线1和刚到达虚线2时的加速度大小之比;
如图所示,一条形磁铁放在粗糙水平面上处于静止状态,现在其右方放一与纸面垂直的、通以图示方向电流的通电导线,磁铁仍然静止,则与未放通电导线之前相比,下列说法正确的是( )

A . 磁铁所受地面的弹力增大 B . 磁铁所受地面的弹力减小 C . 磁铁所受地面的摩擦力方向水平向右 D . 磁铁所受地面的摩擦力方向水平向左
如图所示,质量为60g的导体棒长度S=20cm,棒两端分别与长度L=30cm的细导线相连,悬挂在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.5T。当导体棒中通以电流后,棒向上摆动

  1. (1) 若电流由0缓慢增加至I,棒最终能静止于偏角θ=45°处,则此时导体棒中电流I的大小为多少;
  2. (2) 若电流始终为I(在摆动中不变),棒始终在竖直位置和某个最大偏角之间摆动,且最大偏角θ=45°,则此时导体棒中电流I的大小为多少。
电磁缓速器是应用于车辆上以提高运行安全性的辅助制动装置,其工作原理是利用电磁阻尼作用减缓车辆的速度。电磁阻尼作用可以借助如下模型讨论:如图所示,将形状相同的两根平行且足够长的铝条固定在光滑斜面上,斜面与水平方向夹角为θ。一条形磁铁滑入两铝条间,恰好以速度v0匀速下滑,穿过时磁铁两端面与两铝条的间距始终保持恒定,其引起电磁感应的效果与磁铁不动、铝条相对磁铁运动相同。磁铁端面是底边为2d,高为d的长方形,由于磁铁距离铝条很近,磁铁端面正对两铝条区域的磁场均可视为匀强磁场,磁感应强度为B,铝条的高度大于d,宽度为b,电阻率为ρ。为研究问题方便,铝条中只考虑与磁铁正对部分的电阻和磁场,其他部分电阻和磁场可忽略不计,假设磁铁进入铝条间以后,减少的机械能完全转化为铝条的内能,重力加速度为g。

 

  1. (1) 求一侧铝条中与磁铁正对部分的感应电动势E;
  2. (2) 求条形磁铁的质量m;
  3. (3) 在其他条件不变的情况下,仅将两铝条更换为宽度 )为的铝条,磁铁仍以速度v0进入铝条间,请在图中定性画出磁铁速度v随时间t变化关系的图线(规定沿斜面向下为正方向)。
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=0.50 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R0=2.5Ω,金属导轨 电阻不计,g取10m/s2(已知sin37°=0.60,cos37°=0.80).求:

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  1. (1) 通过导体棒的电流; 
  2. (2) 导体棒受到的安培力大小;
  3. (3) 导体棒受到的摩擦力.
磁场中放一与磁场方向垂直的导线,通入的电流是2.5 A,导线长1 cm,它受到的磁场力为5×10-2 N。问:
  1. (1) 这个位置的磁感应强度是多大?
  2. (2) 如果把通电导线中的电流增大到5 A时,这一点的磁感应强度是多大?此时导线受到的磁场力为多大?
  3. (3) 如果通电导线在磁场中某处不受磁场力,是否可以肯定这里没有磁场?
如图所示,A、B、C是等边三角形的三个顶点,O是A、B连线的中点。以O为坐标原点,A、B连线为x轴,O、C连线为y轴,建立坐标系。过A、B、C、O四个点各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等、方向向里的电流,则过O点的通电直导线所受安培力的方向为(   )

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A . 沿y轴正方向 B . 沿y轴负方向 C . 沿x轴正方向 D . 沿x轴负方向
如图所示,一段长为L的导体水平放置,若导体单位体积内有n个自由电子,电子的电荷量为e,定向移动速度为v、导体横截面积为S。下面说法不正确的是(   )

A . 导体中电流为I=neSvL B . 导体中自由电子个数为N=nSL C . 导体放置在垂直纸面向里磁场强度为B的感场中,导线所受安培力F=B(neSv)L D . 导体放置在垂直纸面向里磁场强度为B的磁场中导线中每个电子所受洛伦兹力f=evB
如图所示,在光滑水平桌面上,将长为 的柔软导线弯成六分之一圆弧,导线固定在A、C两端.整个装置处于磁感应强度大小为B,方向竖直向上的匀强磁场中,导线通以由 、大小为I的恒定电流,则导线中点处受到的张力大小是(   )

A . B . C . D .
在磁场中的同一位置放置一条直导线,导线的方向与磁场方向垂直,先后在导线中通人不同的电流,导线所受的力也不一样。下列选项中的F-I图像描述的是导线受力的大小F与通过导线的电流I的关系,a、b各代表一组F、I的数据,其中正确的是(    )
A . B . C . D .
如图所示,在光滑的绝缘水平桌面上,有一质量均匀分布的细圆环,处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向竖直向下。圆环的半径为R,质量为m。令此圆环均匀带上正电荷,总电荷量为Q。当圆环绕通过其中心的竖直轴以角速度 沿图中所示方向匀速转动时(假设圆环所带的电荷量不减少,不考虑环上电荷之间的作用),下列说法正确的是(    )

A . 圆环匀速转动形成的等效电流大小为 B . 圆环受到的安培力的合力大小为BQ R C . 圆环内侧(Ⅰ区)的磁感应强度大于外侧(Ⅱ区)的磁感应强度 D . 将圆环分成无限个小段,每小段受到的合力都指向圆心,所以圆环有向里收缩的趋势
下列说法正确的是(   )
A . 通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用 B . 运动电荷在某处不受洛伦兹力,则该处的磁感应强度一定为0 C . 带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的周期与轨道半径成正比 D . 通电直导线在磁场中受到的安培力方向一定与磁场方向垂直
如图为电磁刹车实验装置,小车底面安装有矩形导线框abcd,线框底面平行于地面,在小车行进方向有与abcd等宽、等长的有界匀强磁场,磁场方向垂直地面向上。小车进入磁场前撤去牵引力,小车穿过磁场后滑行一段距离停止。则小车(   )

A . 进入磁场时,矩形导线框中感应电流的方向为adcba B . 离开磁场时,矩形导线框中感应电流的方向为abcda C . 穿过磁场的过程中,中间有一段时间矩形导线框中没有感应电流 D . 穿过磁场的过程中,矩形导线框受到的安培力方向始终水平向左
如图甲所示,轻绳系一质量为m=0.8kg,半径为1m的圆形线圈,已知线圈总电阻R=0.5Ω,在线圈上半部分布着垂直于线圈平面向里,大小随时间变化的磁场,如图乙所示,g取10m/s2 , 求:

  1. (1) 线圈下半圆的端点的路端电压Uab;
  2. (2) 绳的拉力与时间t的关系。
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