4 通电导线在磁场中受到的力 知识点题库

如图所示,一个带负电的滑环套在水平且足够长的粗糙绝缘杆上,整个装置处于方向如图所示的匀强磁场B中.现给滑环一个水平向右的瞬时速度,则滑环在杆上的运动情况不可能是(  )

A . 始终做匀速运动 B . 先做减速运动,最后静止在杆上 C . 先做加速运动,最后做匀速运动 D . 先做减速运动,最后做匀速运动
在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中,放置一根与磁场方向垂直的长度为0.4m的通电直导线,导线中电流为1A,则该导线所受安培力大小为 N;若让直导线与磁场方向平行,则该导线所受的安培力大小为 N.

粗糙绝缘水平面上垂直穿过两根长直导线,俯视图如图所示,两根导线中通有相同的电流,电流方向垂直纸面向里.水平面上一带电滑块(电性未知)以某一初速v沿两导线连线的中垂线入射,运动过程中滑块始终未脱离水平面.下列说法正确的是(   )

A . 滑块可能做加速直线运动 B . 滑块可能做匀速直线运动 C . 滑块可能做曲线运动 D . 滑块一定做减速运动
水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ,它们之间的宽度为L=1m,M和P之间接入电动势为E=10V的电源(不计内阻).现垂直于导轨搁一根质量为m=1kg、电阻为R=2Ω的金属棒ab,并加一个范围较大的匀强磁场,磁感应强度大小为B=0.5T,方向与水平面夹角为θ=37°且指向右斜上方,如图所示.问:

  1. (1) 当ab棒静止时,ab棒受到的支持力和摩擦力各为多少?

  2. (2) 若B的大小和方向均能改变,则要使ab棒所受支持力为零,B的大小至少为多少?此时B的方向如何?

如图,a是竖直平面P上的一点,P前有一条形磁铁垂直于P,且S极朝向a点.P后一电子在偏转线圈和条形磁铁的磁场的共同作用下,在水平面内向右弯曲经过a点,在电子经过a点的瞬间,条形磁铁的磁场对该电子的作用力的方向(   )

A . 向上 B . 向下 C . 向左 D . 向右
如图所示,在载流直导线近旁固定有两平行光滑导轨A、B,导轨与直导线平行且在同一水平面内,在导轨上有两可自由滑动的导体ab和cd.当载流直导线中的电流逐渐增强时,导体ab和cd的运动情况是(  )

A . 一起向左运动 B . 一起向右运动 C . ab和cd相向运动,相互靠近 D . ab和cd相背运动,相互远离
如图,金属环A用轻线悬挂,与长直螺线管共轴,并位于其左侧.若变阻器滑片P向左移动,则金属环A将向(填“左”或“右”)运动,并有(填“收缩”或“扩张”)趋势.

下列说法中不正确的是(  )
A . 电场线一定是从正电荷出发,终止于负电荷;磁感线一定是从N极出发,终止于S极 B . 正电荷在电场中受到的电场力的方向即为该点电场强度的方向;小磁针在磁场中N极受到的磁场力的方向即为该点磁场的方向 C . 电场线上某点的切线方向即是该点电场强度的方向;磁感线上某点的切线方向即是该点的磁场的方向 D . 电场线越密的地方电场强度越强;磁感线越密的地方磁场越强
匀强磁场的磁感线与一矩形线圈平面成α角,穿过线圈的磁通量为Φ,线圈面积为S,则磁场的磁通密度为(  )
A . B . C . D .
如图所示,四面体OABC处在沿Ox方向的匀强磁场中,下列关于磁场穿过各个面的磁通量的说法中正确的是(  )

A . 穿过AOB面的磁通量为零 B . 穿过ABC面和BOC面的磁通量相等 C . 穿过AOC面的磁通量为零 D . 穿过ABC面的磁通量大于穿过BOC面的磁通量
电流天平是一种测量磁场力的装置,如图所示。两相距很近的通电平行线圈Ⅰ和Ⅱ,线圈Ⅰ固定,线圈Ⅱ置于天平托盘上。当两线圈均无电流通过时,天平示数恰好为零。下列说法正确的是(   )

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A . 当天平示数为负时,两线圈电流方向相反 B . 当天平示数为正时,两线圈电流方向相同 C . 线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力等于线圈Ⅱ对线圈Ⅰ的作用力 D . 线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力与托盘对线圈Ⅱ的作用力是一对相互作用力
如图所示,匀强磁场的方向垂直于光滑的金属导轨平面向里,极板间距为d的平行板电容器与总阻值为2R0的滑动变阻器通过平行导轨连接,电阻为R0的导体棒MN可在外力的作用下沿导轨从左向右做匀速直线运动.当滑动变阻器的滑动触头位于a、b的中间位置且导体棒MN的速度为v0时,位于电容器中P点的带电油滴恰好处于静止状态.若不计摩擦和平行导轨及导线的电阻,各接触处接触良好,重力加速度为g,则下列判断正确的是(   )

A . 油滴带正电荷 B . 若将上极板竖直向上移动距离d,油滴将向下加速运动,加速度 C . 若将导体棒的速度变为2v0 , 油滴将向上加速运动,加速度a=g D . 若保持导体棒的速度为v0不变,而将滑动触头置于a端,同时将电容器上极板向下移动距离 ,油滴向上移动
如图所示,两光滑的平行金属导轨间距为L=0.5 m,与水平面成θ=30°角。区域ABCD、CDFE内分别有宽度为d=0.2 m垂直导轨平面向上和向下的匀强磁场,磁感应强度均为B=0.6 T。细金属棒P1、P2质量均为m=0.1 kg,电阻均为r=0.3 Ω,用长为d的轻质绝缘细杆垂直P1、P2将其固定,并使P1、P2垂直导轨放置在导轨平面上与其接触良好,导轨电阻不计。用平行于导轨的拉力F将P1、P2以恒定速度v=2 m/s向上穿过两磁场区域,g取10 m/s2。求:

  1. (1) 金属棒P1在ABCD磁场中运动时,拉力F的大小;
  2. (2) 从金属棒P1进入磁场到P2离开磁场的过程中,拉力F的最大功率;
  3. (3) 从金属棒P1进入磁场到P2离开磁场的过程中,电路中产生的热量。
水平放置的两根平行金属导轨ad和bc,导轨足够长,导轨两端a、b和c、d两点分别连接电阻R1和R2 , 在水平面内组成矩形线框,如图所示,ad和bc相距L=0.5 m,放在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B=1 T,一根电阻为0.2 Ω的导体棒PQ跨接在两根金属导轨上,在外力作用下以4 m/s的速度向右匀速运动,如果电阻R1=0.3 Ω,R2=0.6 Ω,导轨ad和bc的电阻不计,导体棒与导轨垂直且两端与导轨接触良好.求:

  1. (1) 导体棒PQ中产生的感应电流的大小;
  2. (2) 导体棒PQ上感应电流的方向;
  3. (3) 导体棒PQ向右匀速滑动的过程中,外力做功的功率.
如图A所示,一能承受最大拉力为12N的轻绳吊一质量为m=0.8kg边长为L=1m的正方形线圈ABCD,已知线圈总电阻为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B所示,g=10m/s2求:

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  1. (1) 在轻绳被拉断前线圈感应电动势大小及感应电流的方向;
  2. (2) t=0时AC边受到的安培力的大小;
  3. (3) 已知t0时刻轻绳刚好被拉断,求t0 的大小.
电磁炮利用电磁力沿导轨将弹头加速到很高的速度发射出去,据悉,国产电磁炮的发射速度达到了7马赫以上,射程达到200公里,其工作原理如图所示。当两平行导轨接入电源时,强电流从一导轨流入,经滑块(炮弹)从另一导轨流回时,在两导轨平面间产生强磁场,磁感应强度大小与电流大小成正比,即B = kI。忽略轨道的摩擦,关于电磁炮,下列说法正确的是(     )

A . 若只将电流I增大为原来的2倍,则滑块 (炮弹)受到的电磁力增大为原来的4倍 B . 若只将电流I增大为原来的2倍,则滑块(炮弹)受到的电磁力也增大为原来的2倍 C . 若只将电流I增大为原来的2倍,则滑块(炮弹)射出的动能也增大为原来的2倍 D . 若只将导轨长度增大为原来的2倍,则炮弹射出的速度也增大为原来的2倍
如图所示光滑斜面竖直固定在水平面上,处分别固定垂直于纸面方向的长直导线1、2,导线1内通以大小 , 方向向里的电流,导线2内通以大小 , 方向向外的电流,在斜面中点放置一垂直纸面方向的通电导体棒,导体棒能在斜面上静止,已知为与导线的距离,忽略导线和导体棒的粗细,下列说法正确的是( )

A . 导线1、2在处产生的合磁场方向左下方 B . 导体棒中的电流方向向里向外均可 C . 导体棒中电流加倍时,导体棒仍能静止 D . 导线1、2中的电流均加倍时,导体棒则沿斜面向上运动
如图所示,导体棒ab两个端点分别搭接在两个竖直放置、电阻不计、半径相等的金属圆环上,圆环通过电刷与导线c、d相接。c、d两个端点接在匝数比n1∶n2=10∶1的理想变压器原线圈两端,变压器副线圈接滑动变阻器R0。匀强磁场的磁感应强度为B,方向竖直向下,导体棒ab长为L(电阻不计),绕与ab平行的水平轴(也是两圆环的中心轴) 以角速度ω匀速转动。如果滑动变阻器的阻值为R时,通过电流表的电流为I,则(   )

A . 滑动变阻器上消耗的功率为P = 100I2R B . 变压器原线圈两端的电压U1=100IR C . 取ab在环的最低端时t=0, 则导体棒ab中感应电流的表达式是 D . ab沿环转动过程中受到的最大安培力
如图所示,O为四分之一圆弧AC的圆心,D为圆弧中点,整个空间存在一个磁感应强度大小为B的匀强磁场(图中未画出)。将一垂直纸面的通电直导线沿圆弧从A移到C,已知导线在A处时,O处的磁感应强度恰好为零,则(   )

A . 匀强磁场水平向左 B . 导线在C处所受的安培力水平向左 C . 导线在C处时,O处的磁感应强度大小为 D . 导线在D处时,O处的磁场方向斜向右下方
如图所示,两条足够长的光滑导电轨道倾斜放置,倾角θ=45°导轨间的距离L=0.8m,下端连接R=4Ω的电阻,导轨电阻不计,所在空间存在磁感应强度B=1.0T、方向垂直于导轨平面的匀强磁场,质量m=0.1kg、电阻r=2Ω的金属棒ab垂直于导轨放置,现用沿轨道平面且垂直于金属棒的恒力F使金属棒ab从静止起沿导轨向上滑行,其大小F=1N,当向上运动的位移为x1=8.8m时速度达到最大,此时撤去拉力F,导体棒继续运动达到最高点,全过程中流过电阻R的电荷量q=1.2C,g=10m/s2 , sin45°=0.7。求:

  1. (1) 金属棒运动的最大速度;(结果保留两位有效数字)
  2. (2) 导体棒ab在恒定拉力F作用下运动的速度为最大速度的一半时,其加速度的大小;
  3. (3) 撤去外力F后向上运动的过程中电阻R上产生的热量。
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