7、互排斥.
5.(2017·4月浙江選考)如圖所示,兩平行直導(dǎo)線cd和ef豎直放置,通以方向相反大小相等的電流,a、b兩點位于兩導(dǎo)線所在的平面內(nèi).則( )
A.b點的磁感應(yīng)強度為零
B.ef導(dǎo)線在a點產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向里
C.cd導(dǎo)線受到的安培力方向向右
D.同時改變兩導(dǎo)線的電流方向,cd導(dǎo)線受到的安培力方向不變
解析:選D.由右手螺旋定則可知,cd導(dǎo)線和ef導(dǎo)線在b處產(chǎn)生的磁場方向都垂直紙面向外,所以由矢量合成知b處的磁感應(yīng)強度垂直紙面向外,故A錯誤;由右手螺旋定則知ef導(dǎo)線在左側(cè)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度垂直紙面向外,故B錯誤;由同向電流吸引,反向電流排斥可以,cd導(dǎo)線受到的安培力
8、始終向左,故C錯誤,D正確.
6.如圖,兩根相互平行的長直導(dǎo)線分別通有方向相反的電流I1和I2且I1>I2;a、b、c、d為導(dǎo)線某一橫截面所在平面內(nèi)的四點,且a、b、c與兩導(dǎo)線共面;b點在兩導(dǎo)線之間,b、d的連線與導(dǎo)線所在平面垂直.磁感應(yīng)強度可能為零的點是( )
A.a(chǎn)點 B.b點
C.c點 D.d點
解析:選C.根據(jù)安培定則可知I1和I2電流分別在a處產(chǎn)生的磁場方向為垂直ac連線向上和向下,由于I1>I2,且I1電流與a點的距離比I2電流與a點距離要小,故B1a>B2a,則a處磁感應(yīng)強度不可能為零,A錯;兩電流在b處產(chǎn)生的磁場方向均垂直ac連線向下,故B錯;I1和I2電流分別在c處
9、產(chǎn)生的磁場方向為垂直ac連線向下和向上,且I1電流與c點的距離比I2電流與c點距離要大,故B1c與B2c有可能等大反向,C對;兩電流在d處產(chǎn)生的磁場方向一定成某一夾角,且夾角一定不為180°,D錯.
7.(2019·金華調(diào)研)如圖是自動跳閘的閘刀開關(guān),閘刀處于垂直紙面向里的勻強磁場中,當(dāng)CO間的閘刀刀片通過的直流電流超過額定值時,閘刀A端會向左彈開斷開電路.以下說法正確的是( )
A.閘刀刀片中的電流方向為C至O
B.閘刀刀片中的電流方向為O至C
C.跳閘時閘刀所受安培力沒有做功
D.增大勻強磁場的磁感應(yīng)強度,可使自動跳閘的電流額定值增大
解析:選B.MN通電后,當(dāng)CO間的閘刀刀
10、片通過的直流電流超過額定值時閘刀開關(guān)會自動跳開,可知安培力應(yīng)該向左,由左手定則判斷,電流方向為O→C,故A錯誤,B正確.跳閘時閘刀受到安培力而運動斷開,故跳閘時閘刀所受安培力做正功,故C錯誤.跳閘的作用力是一定的,依據(jù)安培力F=BIL可知,增大勻強磁場的磁感應(yīng)強度,電流I變小,故D錯誤.
8.(2019·紹興高二期中)如圖所示為電流天平,可用來測定磁感應(yīng)強度.天平的右臂上掛有一匝數(shù)為N的矩形線圈,線圈下端在勻強磁場中,磁場方向垂直紙面向里.當(dāng)線圈中通有電流I(方向如圖)時,發(fā)現(xiàn)天平的右端低左端高,下列哪些調(diào)節(jié)方案可以使天平水平平衡( )
A.僅減小電流大小
B.僅增大線框的寬度l
C
11、.僅減輕左盤砝碼的質(zhì)量
D.僅增加線圈的匝數(shù)
解析:選A.天平左端高右端低,說明左端輕右端重,要使天平平衡,可以增加左盤砝碼質(zhì)量,也可以減小右盤砝碼質(zhì)量,選項C錯誤;根據(jù)左手定則判斷可知線圈在磁場中受到豎直向下的安培力F=NBIl,故也可以減小安培力,等效于減小右盤砝碼質(zhì)量,減小安培力可以采取減小電流大小,減小線框的寬度l或者減少線圈的匝數(shù),選項A正確,B、D錯誤.
9.(2019·浙江省溫州聯(lián)考選考科目)圖中裝置可演示磁場對通電導(dǎo)線的作用.電磁鐵上下兩磁極之間某一水平面內(nèi)固定兩條平行金屬導(dǎo)軌,L是置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌垂直的金屬桿.當(dāng)電磁鐵線圈兩端a、b和導(dǎo)軌兩端e、f分別接到兩個不同的直
12、流電源上時,L便在導(dǎo)軌上滑動.下列說法正確的是( )
A.若a接正極,b接負極,e接正極,f接負極,則L向右滑動
B.若a接正極,b接負極,e接負極,f接正極,則L向右滑動
C.若a接負極,b接正極,e接正極,f接負極,則L向左滑動
D.若a接負極,b接正極,e接負極,f接正極,則L向右滑動
解析:選B.若a接正極,b接負極,則電磁鐵產(chǎn)生的磁場方向向上,若e接正極,f接負極,由左手定則可判斷金屬桿所受安培力方向向左,故向左滑動;若e接負極,f接正極,則L向右滑動,A錯誤,B正確.若a接負極,b接正極,則電磁鐵產(chǎn)生的磁場方向向下,若e接正極,f接負極,則L向右滑動;若e接負極,f
13、接正極,則L向左滑動,C、D錯誤.
10.(2018·11月浙江選考)磁流體發(fā)電的原理如圖所示,將一束速度為v的等離子體垂直于磁場方向噴入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,在相距為d,寬為a、長為b的兩平行金屬板間便產(chǎn)生電壓.如果把上、下板和電阻R連接,上、下板就是一個直流電源的兩極,若穩(wěn)定時等離子體在兩板間均勻分布,電阻率為ρ,忽略邊緣效應(yīng),下列判斷正確的是( )
A.上板為正極,電流I=
B.上板為負極,電流I=
C.下板為正極,電流I=
D.下板為負極,電流I=
解析:選C.根據(jù)左手定則可知,帶正電的粒子在磁場中受到的洛倫茲力向下,故下板為正極,兩板間的電勢差為U,則穩(wěn)定時q
14、=qvB,得U=Bdv,電流I==,選項C正確.
二、非選擇題
11.如圖所示,MN是一根長為l=10 cm,質(zhì)量m=50 g的金屬棒,用兩根長度也為l的細軟導(dǎo)線將導(dǎo)體棒MN水平吊起,使導(dǎo)體棒處在B= T的豎直向上的勻強磁場中,未通電流時,細導(dǎo)線在豎直方向,通入恒定電流后,金屬棒向外偏轉(zhuǎn)的最大偏角θ=37°,求金屬棒中恒定電流的大小.
解析:金屬棒向外偏轉(zhuǎn)的過程中,受重力mg、導(dǎo)線拉力FT、安培力F共三個力的作用,其中導(dǎo)線的拉力不做功,由動能定理得:WF+WG=0
其中WF=Flsin θ=BIl2sin θ,
WG=-mgl(1-cos θ)
金屬棒中的電流為I=解得:I=5 A
15、.
答案:5 A
12.(2019·舟山質(zhì)檢)如圖,光滑平行金屬導(dǎo)軌間距為L,與水平面夾角為θ,兩導(dǎo)軌上端用阻值為R的電阻相連,該裝置處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面.質(zhì)量為m的金屬桿ab以沿導(dǎo)軌平面向上的初速度v0從導(dǎo)軌底端開始運動,然后又返回到出發(fā)位置.在運動過程中,ab與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,不計ab和導(dǎo)軌的電阻及空氣阻力.
(1)求ab開始運動時的加速度a;
(2)分析并說明ab在整個運動過程中速度、加速度的變化情況;
(3)分析并比較ab上滑時間和下滑時間的長短.
解析:(1)ab開始運動時,ab棒所受的安培力
FA=BIL=
根據(jù)牛頓第二定律
16、得,ab棒的加速度
a==gsin θ+.
(2)ab棒向上運動的過程中,加速度方向與速度方向相反,速度減小,加速度減小,做加速度減小的減速運動;
向下運動的過程中,加速度方向與速度方向相同,加速度a==gsin θ-,速度增大,加速度減小,做加速度減小的加速運動,最終加速度為零,做勻速運動.
(3)在整個過程中,安培力一直做負功,在上升和下降過程中的同一位置,上升時的速度大于下降時的速度,可知上升時的平均速度大于下降時的平均速度,可知上滑的時間小于下滑的時間.
答案:見解析
13.(2019·溫州高二月考)音圈電機是一種應(yīng)用于硬盤、光驅(qū)等系統(tǒng)的特殊電動機.如圖是某音圈電機的原理示
17、意圖,它由一對正對的磁極和一個正方形剛性線圈構(gòu)成,線圈邊長為L,匝數(shù)為n,磁極正對區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強度方向垂直于線圈平面豎直向下,大小為B,區(qū)域外的磁場
忽略不計.線圈左邊始終在磁場外,右邊始終在磁場內(nèi),前后兩邊在磁場內(nèi)的長度始終相等.某時刻線圈中電流從P流向Q,大小為I.
(1)求此時線圈所受安培力的大小和方向.
(2)若此時線圈水平向右運動的速度大小為v,求安培力的功率.
解析:(1)由安培力表達式F=BIL可知,線圈所受的安培力F=nBIL,由左手定則可判斷安培力方向水平向右.
(2)由功率公式P=Fv可知,安培力的功率P=nBILv.
答案:(1)nBIL 方向水平向右 (2)nBILv
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