安培力综合练习题 经典 (含答案详解)
安培力经典题型
安培力经典习题2.如图8-1所示,条形磁铁放在桌子上,一根通电直导线由S极的上端平移到N极的上端的过程中,导线保持与磁铁垂直,导线的通电方向如图,则在这个过程中磁铁受到的摩擦力(保持静止)()A.为零B.方向由左变为向右C.方向保持不变图8-1D.方向由右变为向左3.在赤道上某处有一支避雷针。
当带有负电的乌云经过避雷针上方时,避雷针开始放电,则地磁场对避雷针的作用力的方向为()A.正东 B.正西正南正北4.如图8-2,环形导线和直导线AB相互绝缘,且直导线又紧靠环的直径,若直导线被固定不动,则两者通以图示方向(直线电流向右,环形电流顺时针)的电流后,环形导线的运动情况是()A.静止不动B.以直导线为轴转动C.向上运动D.向下运动图8-29.(8分)等边三角形的金属框abc,置于垂直纸面指向读者的匀强磁场中,且线框平面与磁感线垂直,方向如图8-7所示,则线框各边所受安培力的方向为垂直于线框各边且指向三角形________(填“外侧”或“内侧”);线框所受安培力的合力是_________。
11.如图8-9所示,相距20 cm的两根光滑平行铜导轨,导轨平面倾角为a=370,上面放着质量为80 g的金属杆ab,整个装置放在B=0.2 T的匀强磁场中.⑴若磁场方向竖直向下,要使金属杆静止在轨道上,必须通以多大的电流?⑵若磁场方向垂直斜面向下,要使金属杆静止在导轨上,必须通以多大的电流?4.如图所示,两个完全相同的闭合导线环挂在光滑绝缘的水平横杆上,当导线环中通有同向电流时(如图所示),两导线环的运动情况是( c )第4题图A.互相吸引,电流大的环其加速度也大B.互相排斥,电流小的环其加速度较大C.互相吸引,两环加速度大小相同D.互相排斥,两环加速度大小相同第8题图8.如图所示,质量为m 、长为L 的导体棒电阻为R ,初始时静止于光滑的水平轨道上,电源电动势为E ,内阻不计.匀强磁场的磁感应强度为B ,其方向与轨道平面成θ角斜向上方,电键闭合后导体棒开始运动,则( BD )A .导体棒向左运动B .电键闭合瞬间导体棒MN 所受安培力为BEL /RC .电键闭合瞬间导体棒MN 所受安培力为BEL sin θ/RD .电键闭合瞬间导体棒MN 的加速度为BEL sin θ/mR10.如图所示,导体杆ab 的质量为m ,电阻为R ,放置在与水平面夹角为θ的倾斜导轨上,导轨间距为d ,电阻不计,系统处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B ,电源内阻不计.第10题图(1)若导轨光滑,电源电动势E 多大时才能使导体杆静止在导轨上?(2)若杆与导轨之间的动摩擦因数为μ,且不通电时导体不能静止在导轨上,要使杆静止在导轨上.电源的电动势E 应为多大?10.(1)mgRBdtan θ(2)(tan θ-μ)mgR (1+μtan θ)Bd ≤E ≤(tan θ+μ)mgR (1-μtan θ)Bd9.如图,水平放置的光滑的金属导轨M 、N ,平行地置于匀强磁场中,间距为d ,磁场的磁感强度大小为B ,方向与导轨平面夹为α ,金属棒ab 的质量为m ,放在导轨上且与导轨垂直.电源电动势为E ,定值电阻为R ,其余部分电阻不计.则当电键调闭合的瞬间,棒ab 的加速度为多大?解析:画出导体棒ab 受力的截面图,如图所示导体棒ab 所受安培力:F =BIL 由牛顿第二定律得:F sin α=ma导体棒ab 中的电流:I =E R ,得a =BEL sin αmR答案:BEL sin αmR【例3】画出图16-15中导线棒ab 所受的磁场力方向.3.(单选)将闭合通电导线圆环平行于纸面缓慢地竖直向下放入水平方向垂直纸面向里的匀强磁场中,如图2所示,则在通电圆环从刚进入到完全进入磁场的过程中,所受的安培力的大小( ).图2A .逐渐增大B .逐渐变小C .先增大后减小D .先减小后增大解析 通电圆环受到的安培力大小F =ILB ,其中I 、B 分别为所通电流大小、磁感应强度大小,L 指有效长度,它等于圆环所截边界线的长度.由于L 先增大后减小,故安培力先增大后减小,C 正确. 答案 C4.(单选)如图3所示,光滑的金属轨道分水平段和圆弧段两部分,O 点为圆弧的圆心.两金属轨道之间的宽度为0.5 m ,匀强磁场方向如图,大小为0.5 T .质量为0.05 kg 、长为0.5 m 的金属细杆置于金属轨道上的M 点.当在金属细杆内通以电流强度为2 A 的恒定电流时,金属细杆可以沿杆向右由静止开始运动.已知MN =OP =1 m ,则( ).图3A .金属细杆开始运动的加速度为5 m/s 2B .金属细杆运动到P 点时的速度大小为5 m/sC .金属细杆运动到P 点时的向心加速度大小10 m/s 2D .金属细杆运动到P 点时对每一条轨道的作用力大小为0.75 N解析 金属细杆在水平方向受到安培力作用,安培力大小F A =BIL =0.5×2×0.5 N=0.5 N ,金属细杆开始运动的加速度为a =F A m=10 m/s 2,选项A 错误;对金属细杆从M 点到P 点的运动过程,安培力做功W A =F A ·(MN +OP )=1 J ,重力做功W G =-mg ·ON =-0.5 J ,由动能定理得W A +W G =12mv 2,解得金属细杆运动到P 点时的速度大小为v =20 m/s ,选项B 错误;金属细杆运动到P 点时的加速度可分解为水平方向的向心加速度和竖直方向的加速度,水平方向的向心加速度大小为a ′=v 2r =20 m/s 2,选项C 错误;在P 点金属细杆受到轨道水平向左的作用力F ,水平向右的安培力F A ,由牛顿第二定律得F -F A =mv 2r,解得F =1.5 N ,每一条轨道对金属细杆的作用力大小为0.75 N ,由牛顿第三定律可知金属细杆运动到P 点时对每一条轨道的作用力大小为0.75 N ,选项D 正确. 答案 D图8-912.(多选)利用霍尔效应制作的霍尔元件,广泛应用于测量和自动控制等领域.如图11是霍尔元件的工作原理示意图,磁感应强度B 垂直于霍尔元件的工作面向下,通入图示方向的电流I ,C 、D 两侧面会形成电势差,下列说法中正确的是( ).图11A .若元件的载流子是自由电子,则D 侧面电势高于C 侧面电势B .若元件的载流子是自由电子,则C 侧面电势高于D 侧面电势 C .在测地球赤道上方的地磁场强弱时,元件的工作面应保持竖直D .在测地球赤道上方的地磁场强弱时,元件的工作面应保持水平解析 自由电子定向移动方向与电流方向相反,由左手定则可判断电子受洛伦兹力作用使其偏向C 侧面,则C 侧面电势会低于D 侧面,A 正确,B 错.地球赤道上方的地磁场方向水平向北,霍尔元件的工作面应保持竖直才能让地磁场垂直其工作面,C 正确,D 错. 答案 AC9.如图所示,有两根长为L 、质量为m 的细导体棒a 、b,a 被水平放置在倾角为45°的光滑斜面上,b 被水平固定在与a 在同一水平面的另一位置,且a 、b 平行,它们之间的距离为x.当两细棒中均通以电流强度为I 的同向电流时,a 恰能在斜面上保持静止,则b 的电流在a 处产生的磁场的磁感应强度的说法错误的是 ( )A.方向向上B.大小为ILmg22 C.要使a 仍能保持静止,而减小b 在a 处的磁感应强度,可使b 上移 D.若使b 下移,a 将不能保持静止 答案 B11.水平面上有电阻不计的U 形导轨NMPQ ,它们之间的宽度为L .M 和P 之间接入电动 势为E 的电源(不计内阻).现垂直于导轨放置一根质量为m ,电阻为R 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 ,方向与水平面夹角为θ且指向 右斜上方,如图所示,问:(1)当ab 棒静止时,受到的支持力和摩擦力各为多少?(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? 答案 (1)mg-RBLE RBEL θθsin cos (2)ELmgR方向水平向右 6.(2013甘肃省一诊)如图所示,两根光滑金属导轨平行放置,导轨所在平面与水平面间的夹角为θ。
人教版初中高中物理选修二第一章《安培力与洛伦兹力》经典练习题(含答案解析)
一、选择题1.如图所示,挂在天平底部的矩形线圈abcd 的一部分悬在匀强磁场中,当给矩形线圈通入如图所示的电流I 时,调节两盘中的砝码,使天平平衡。
然后使电流I 反向,这时要在天平的左盘上加质量为2210kg -⨯的砝码,才能使天平重新平衡。
若已知矩形线圈共10匝,通入的电流I =0.1 A ,bc 边长度为10 cm ,(g 取10 m/s 2)则磁场对bc 边作用力F 的大小和该磁场的磁感应强度B 的大小分别是( )A .F =0.2N ,B =20TB .F =0.2N ,B =2TC .F =0.1N ,B =1TD .F =0.1N ,B =10T2.如图所示,用粗细均匀的铜丝制成的等腰直角三角形线圈abc 置于垂直线圈所在平面的匀强磁场(图中未画出)中,线圈中通有如图所示的恒定电流I 。
若ab 边所受的安培力大小为F ,则线圈的bc 边受到的安培力大小为( )A .FB .2FC .2FD .22F 3.如图所示,真空室内存在匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度的大小B =0.30 T 。
磁场内有一块较大的平面感光板ab ,板面与磁场方向平行,在距ab 的距离l =32 cm 处,有一个点状的α粒子放射源S ,它向各个方向发射α粒子,α粒子的速度都是v =3.0×106 m/s 。
已知α粒子的电荷量与质量之比75.010C/kg q m=⨯,现只考虑在图纸平面内运动的α粒子,则感光板ab 上被α粒子打中区域的长度( )A .20cmB .40cmC .30 cmD .25cm4.如图所示,边长为l ,质量为m 的等边三角形导线框用绝缘细线悬挂于天花板,导线框中通一逆时针方向的电流,图中虚线过ab 边中点和ac 边中点,在虚线的下方有一垂直于导线框向里的匀强磁场,其磁感应强度大小为B ,此时导线框处于静止状态,细线中的拉力为F 1,保持其他条件不变,现将虚线下方的磁场移至虚线上方,此时细线中拉力为F 2。
微专题—磁场对电流的作用力(安培力)习题选编 含答案
微专题—磁场对电流的作用力(安培力)习题选编一、单项选择题1.如图所示,金属棒MN两端由等长的轻质绝缘细线水平悬挂,处于垂直纸面水平向里的匀强磁场中,棒中通有由M到N的恒定电流I,细线的拉力不为零,两细线竖直。
现将匀强磁场磁感应强度B大小保持不变,方向缓慢地转过90°变为竖直向下,在这个过程中()A.细线向纸面内偏转,其中的拉力一直增大B.细线向纸面外偏转,其中的拉力一直增大C.细线向纸面内偏转,其中的拉力先增大后减小D.细线向纸面外偏转,其中的拉力先增大后减小2.如图所示,金属杆MN用两根绝缘细线悬于天花板的O、O′点杆中通有垂直于纸面向里的恒定电流空间有竖直向上的匀强磁场,杆静止时处于水平,悬线与竖直方向的夹角为θ,若将磁场在竖直面内沿逆时针方向缓慢转过90°,在转动过程中通过改变磁场磁感应强度大小保持悬线与竖直方向的夹角不变,则在转动过程中,磁场的磁感应强度大小的变化情况是()A.一直减小B.一直增大C.先减小后增大D.先增大后减小3.如图,将三根长度、电阻都相同的导体棒首尾相接,构成一闭合的等边三角形线框,a、b、c为三个顶点,匀强磁场垂直于线框平面。
用导线将a、c两点接入电流恒定的电路中,以下说法正确的是()A.线框所受安培力为0B.ac边与ab边所受安培力的大小相等C.ac边所受安培力是ab边所受安培力的2倍D.ac边所受安培力与ab、bc边所受安培力的合力大小相等4.长为L的通电直导线放在倾角为θ的光滑斜面上,并处在磁感应强度为B的匀强磁场中,如图所示,当B方向垂直斜面向上,电流为I1时导体处于平衡状态;当B方向改为竖赢向上,电流为I2时导体处于平衡状态.则电流强度比值12II为()A.sinθB.1sinθC.cosθD.1cosθ5.如图所示,一根长为L的金属细杆通有电流时,水平静止在倾角为θ的光滑绝缘固定斜面上。
斜面处在方向竖直向上、磁感应强度大小为B匀强磁场中。
(人教版)郑州高中物理选修二第一章《安培力与洛伦兹力》经典练习题(含答案解析)
一、选择题1.如图所示,质量为m 的带电绝缘小球(可视为质点)用长为l 的绝缘细线悬挂于O 点,在悬点O 下方有匀强磁场,现把小球拉离平衡位置后从A 点由静止释放,小球从A 点和D 点向最低点运动,则下列说法中正确的是( )A .小球两次到达C 点时,速度大小不相等B .小球两次到达C 点时,细线的拉力不相等C .小球两次到达C 点时,加速度不相同D .小球从A 至C 的过程中,机械能不守恒2.如图所示,挂在天平底部的矩形线圈abcd 的一部分悬在匀强磁场中,当给矩形线圈通入如图所示的电流I 时,调节两盘中的砝码,使天平平衡。
然后使电流I 反向,这时要在天平的左盘上加质量为2210kg -⨯的砝码,才能使天平重新平衡。
若已知矩形线圈共10匝,通入的电流I =0.1 A ,bc 边长度为10 cm ,(g 取10 m/s 2)则磁场对bc 边作用力F 的大小和该磁场的磁感应强度B 的大小分别是( )A .F =0.2N ,B =20TB .F =0.2N ,B =2TC .F =0.1N ,B =1TD .F =0.1N ,B =10T3.如图所示,一段长方体形导电材料竖直放置,上下两端面的边长都为a 和b ,内有带电量为q 的某种自由运动电荷。
导电材料置于方向垂直于其左表面水平向右的匀强磁场中,内部磁感应强度大小为B 。
当通以从上到下的稳恒电流I 时,测得导电材料前、后表面之间的电压为U ,且前表面的电势比后表面的低。
由此可得该导电材料单位体积内自由运动电荷数及自由运动电荷的正负分别为( )A .||IB q aU ,负 B .||IB q aU ,正C .||IB q bU ,负D .||IB q bU ,正 4.如图所示,真空室内存在匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度的大小B =0.30 T 。
磁场内有一块较大的平面感光板ab ,板面与磁场方向平行,在距ab 的距离l =32 cm 处,有一个点状的α粒子放射源S ,它向各个方向发射α粒子,α粒子的速度都是v =3.0×106 m/s 。
安培力的经典练习题--(含答案详解)
安培力的方向1.如图347所示,其中A、B图已知电流方向及其所受磁场力的方向,试判断并在图中标出磁场方向.C、D图已知磁场方向及其对电流作用力的方向,试判断电流方向并在图中标出.图347答案A图磁场方向垂直纸面向外;B图磁场方向在纸面内垂直F向下;C、D图电流方向均垂直于纸面向里.安培力的大小2.如图348所示在匀强磁场中有下列各种形状的通电导线,电流为I,磁感应强度为B,求各导线所受的安培力.图348答案A.ILB cos αB.ILB C.2ILB D.2BIR E.0安培力作用下的物体平衡图3493.如图349所示,光滑导轨与水平面成α角,导轨宽L.有大小为B的匀强磁场,方向垂直导轨面,金属杆长为L,质量为m,水平放在导轨上.当回路中通过电流时,金属杆正好能静止.求:电流的大小为多大?磁感应强度的方向如何?答案mg sin α/BL方向垂直导轨面向上解析在解这类题时必须画出截面图,只有在截面图上才能正确表示各力的准确方向,从而弄清各矢量方向间的关系.因为B垂直轨道面,又金属杆处于静止状态,所以F必沿斜面向上,由左手定则知,B垂直轨道面向上.大小满足BI1L=mg sin α,I=mg sinα/BL.(时间:60分钟)题组一安培力的方向1.下面的四个图显示了磁场对通电直导线的作用力,其中正确的是()答案 C2.一根容易形变的弹性导线,两端固定.导线中通有电流,方向如图中箭头所示.当没有磁场时,导线呈直线状态;当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时,描述导线状态的四个图示中正确的是()答案 D解析A图中I与B平行应不受安培力,故A错误,由左手定则知B、C错误,D正确.图34103.如图3410所示,电磁炮是由电源、金属轨道、炮弹和电磁铁组成.当电源接通后,磁场对流过炮弹的电流产生力的作用,使炮弹获得极大的发射速度.下列各俯视图中正确表示磁场B方向的是()答案 B解析由左手定则可知,图A示磁感应强度方向使炮弹受到的安培力向后,图B示磁感应强度方向使炮弹受到的安培力向前,图C示磁感应强度方向使炮弹受到的安培力竖直向下,图D示磁感应强度方向使炮弹受的安培力竖直向下,只有B符合实际.图34114.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3411所示,ab边与MN平行.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.线框所受安培力的合力向左D.线框将绕MN转动答案BC解析通电矩形线框abcd在无限长直通电导线形成的磁场中,受到磁场力的作用,对于ad 边和bc边,所在的磁场相同,但电流方向相反,所以ad边、bc边受磁场力(安培力)大小相同,方向相反,即ad边和bc边受合力为零.而对于ab和cd两条边,由于在磁场中,离长直导线的位置不同,ab边近而且由左手定则判断受力向左,cd边远而且由左手定则判断受力向右,所以ab边、cd边受合力方向向左,故B、C选项正确.图34125.如图3412所示,三根通电长直导线P、Q、R互相平行且通过正三角形的三个顶点,三条导线中通入的电流大小相等,方向垂直纸面向里;通过直导线产生磁场的磁感应强度B =kI/r,I为通电导线的电流大小,r为距通电导线的垂直距离,k为常量;则通电导线R受到的磁场力的方向是()A.垂直R,指向y轴负方向B.垂直R,指向y轴正方向C.垂直R,指向x轴正方向D.垂直R,指向x轴负方向答案 A图34136.(2014·扬州中学模拟)图3413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向左滑动答案BD解析若a接正极,b接负极,则根据安培定则可知线圈之间产生向上的磁场,e接正极,f 接负极,L中将通有向外的电流,根据左手定则可知L向左运动,A错;若a接正极,b接负极,则根据安培定则可知线圈之间产生向上的磁场,e接负极,f接正极,L中将通有向里的电流,根据左手定则可知L向右运动,B正确;若a接负极,b接正极,则根据安培定则可知线圈之间产生向下的磁场,e接正极,f接负极,L中将通有向外的电流,根据左手定则可知L向右运动,C错;若a接负极,b接正极,则根据安培定则可知线圈之间产生向下的磁场,e接负极,f接正极,L中将通有向里的电流,根据左手定则可知L向左运动,D正确.题组二安培力的大小图34147.如图3414所示,四边形的通电闭合线框abcd处在垂直线框平面的匀强磁场中,它受到磁场力的合力()A.竖直向上B.方向垂直于ad斜向上C.方向垂直于bc斜向上D.为零答案 D图34158.如图3415所示,导线框中电流为I,导线框垂直于磁场放置,磁感应强度为B,AB与CD相距为d,则MN所受安培力大小()A.F=BId B.F=BId sin θC.F=BIdsin θD.F=BId cos θ答案 C解析题中磁场和电流垂直,θ角仅是导线框与金属杆MN间夹角,不是电流与磁场的夹角.图34169.如图3416所示,磁场方向竖直向下,通电直导线ab由水平位置1绕a点在竖直平面内转到位置2的过程中,通电导线所受安培力是()A.数值变大,方向不变B.数值变小,方向不变C.数值不变,方向改变D.数值,方向均改变答案 B解析安培力F=BIL,电流不变,垂直直导线的有效长度减小,安培力减小,安培力的方向总是垂直BI所构成的平面,所以安培力的方向不变,B对,故选B.题组三安培力作用下的导体棒的平衡图341710.如图3417所示,长L、质量为m的金属杆ab,被两根竖直的金属丝静止吊起,金属杆ab处在方向垂直纸面向里的匀强磁场中.当金属杆中通有方向a→b的电流I时,每根金属丝的拉力大小为T.当金属杆通有方向b→a的电流I时,每根金属丝的拉力大小为2T.则磁场的磁感应强度B的大小为________.答案T IL解析导体ab受重力、磁场力、弹簧的拉力而平衡.当ab中的电流方向由a到b时,磁场力向上.2T+BIL=mg①当ab中的电流由b到a时,磁场力向下.4T=BIL+mg②解方程组得B=TIL11.两个倾角均为α的光滑斜面上,各放有一根相同的金属棒,分别通有电流I1和I2,磁场的磁感应强度大小相同,方向如图3418中所示,两金属棒均处于静止状态,两种情况下电流之比I1∶I2=________.图3418答案1∶cos α图341912.如图3419所示,一根长L=0.2 m的金属棒放在倾角θ=37°的光滑斜面上,并通过I=5 A的电流,方向如图所示,整个装置放在磁感应强度B=0.6 T 竖直向上的匀强磁场中,金属棒恰能静止在斜面上,则该棒的重力为多少?(sin 37°=0.6)答案0.8 N解析从侧面对棒受力分析如图,安培力的方向由左手定则判出为水平向右,F=ILB=5×0.2×0.6 N=0.6 N.由平衡条件得重力mg=Ftan 37°=0.8 N.图342013.质量为m的导体棒MN静止于宽度为L的水平导轨上,通过MN的电流为I,匀强磁场的磁感应强度为B,方向与导轨平面成θ角斜向下,如图3420所示,求MN所受的支持力和摩擦力的大小.答案ILB cos θ+mg ILB sin θ解析导体棒MN处于平衡状态,注意题中磁场方向与MN是垂直的,作出其侧视图,对MN进行受力分析,如图所示.由平衡条件有:F f=F sin θ,F N=F cos θ+mg,其中F=ILB解得:F N=ILB cos θ+mg,F f=ILB sin θ.。
2021年高中物理选修二第一章《安培力与洛伦兹力》经典练习题(答案解析)
一、选择题1.如图平面直角坐标系的第Ⅰ象限内有一匀强磁场垂直于纸面向里,磁感应强度为B 。
一质量为m 、电荷量为q 的粒子以速度v 从O 点沿着与y 轴夹角为30的方向进入磁场,运动到A 点时速度方向与x 轴的正方向相同,不计粒子的重力,则下列判断错误的是( )A .该粒子带负电B .A 点与x 轴的距离为2mv qBC .粒子由O 到A 经历时间3mt qB π= D .运动过程中粒子的速度不变2.如图所示,真空室内存在匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度的大小B =0.30 T 。
磁场内有一块较大的平面感光板ab ,板面与磁场方向平行,在距ab 的距离l =32 cm 处,有一个点状的α粒子放射源S ,它向各个方向发射α粒子,α粒子的速度都是v =3.0×106 m/s 。
已知α粒子的电荷量与质量之比75.010C/kg q m=⨯,现只考虑在图纸平面内运动的α粒子,则感光板ab 上被α粒子打中区域的长度( )A .20cmB .40cmC .30 cmD .25cm3.如图所示,边长为l ,质量为m 的等边三角形导线框用绝缘细线悬挂于天花板,导线框中通一逆时针方向的电流,图中虚线过ab 边中点和ac 边中点,在虚线的下方有一垂直于导线框向里的匀强磁场,其磁感应强度大小为B ,此时导线框处于静止状态,细线中的拉力为F 1,保持其他条件不变,现将虚线下方的磁场移至虚线上方,此时细线中拉力为F 2。
导线框中的电流大小为( )A .21F F Bl -B .212F F Bl -C .212()F F Bl -D .212()3F F Bl- 4.我国第21次南极科考队在南极观看到美丽的极光。
极光是由来自太阳的高能带电粒子流与大气分子剧烈碰撞或摩擦,从而激发大气分子发出各种颜色的光。
假设科考队员站在南极极点附近,观测到带正电粒子从右向左运动,则粒子受到磁场力的方向是( ) A .向前 B .向后 C .向上 D .向下5.如图所示,在一光滑绝缘斜面上放一导体棒,斜面的倾角为θ,导体棒中通以电流I ,电流方向垂直纸面向里。
安培力-洛仑兹力习题含答案
安培力习题例1:如图所示,把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方,导线可以自由移动,当导线通过图示方向当导线通过图示方向电流电流时,导线的运动情况是(从上往下看)( )) A .顺时针方向转动,同时下降.顺时针方向转动,同时下降 B B B.顺时针方向转动,同时上升.顺时针方向转动,同时上升.顺时针方向转动,同时上升C .逆时针方向转动,同时下降.逆时针方向转动,同时下降D D D.逆时针方向转动,同时上升.逆时针方向转动,同时上升.逆时针方向转动,同时上升例2:在同一在同一平面平面内有两根平行的通电导线a 与b ,关于它们相互作用力方向的判断.正确的是向的判断.正确的是 ( ))A .通以同向电流时,互相吸引.通以同向电流时,互相吸引B B B.通以同向电流时,互相排斥.通以同向电流时,互相排斥.通以同向电流时,互相排斥C .通以反向电流时,互相吸引.通以反向电流时,互相吸引D D D.通以反向电流时,互相排斥.通以反向电流时,互相排斥.通以反向电流时,互相排斥例3.在倾角θ=30=30°的°的°的斜面斜面上,固定一固定一金属金属框,宽l=0.25m l=0.25m,,接入接入电动势电动势ε=12V =12V、、内阻不计的内阻不计的电池电池.垂直框面放有一根质量m=0.2kg 的金属帮ab,ab,它与它与它与框架框架的动摩擦因数u=3/6。
整个装置放在磁感强度B=0.8T B=0.8T,,垂直框面向上的匀强磁场中(图1).当调节).当调节滑动变阻器滑动变阻器R 的阻值在什么范围内时,可使金属棒静止在框架上?框架与棒的棒静止在框架上?框架与棒的电阻电阻不计,不计,g=10m g=10m g=10m//s2s2..(1.5Ω≤R ≤4.8Ω)例4. 如图所示,倾角为 的光滑斜面上,的光滑斜面上, 有一长为L ,质量为m 的通电导线,导线中的电流强度为I ,电流方向垂直纸面向外.在图中加一匀强磁场,可使导线平衡,试求:最小的磁感应强度B 是多少?方向如何?是多少?方向如何?相关习题:(磁场)一、选择题一、选择题1.关于磁场和磁感线的描述,正确的说法有(.关于磁场和磁感线的描述,正确的说法有( ))A .磁极之间的相互作用是通过磁场发生的,磁场和电场一样,也是一种物质.磁极之间的相互作用是通过磁场发生的,磁场和电场一样,也是一种物质B .磁感线可以形象地表现磁场的强弱与方向.磁感线可以形象地表现磁场的强弱与方向C C C.磁感线总是从磁铁的北极出发,到南极终止.磁感线总是从磁铁的北极出发,到南极终止.磁感线总是从磁铁的北极出发,到南极终止D .磁感线就是细铁屑在磁铁周围.磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列排列出的曲线,没有细铁屑的地方就没有磁感线出的曲线,没有细铁屑的地方就没有磁感线2.一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针上方,并与磁针指向平行,能使磁针的S 极转向纸内,如图1所示,那么这束带电粒子可能是(所示,那么这束带电粒子可能是( ))A A.向右飞行的正离子束.向右飞行的正离子束.向右飞行的正离子束B .向左飞行的正离子束.向左飞行的正离子束C C.向右飞行的负离子束.向右飞行的负离子束.向右飞行的负离子束D D.问左飞行的负离子束.问左飞行的负离子束.问左飞行的负离子束3.铁心上有两个线圈,把它们和一个干电池连接起来,已知线圈的电阻比电池的内阻大得多,如图2所示的图中,哪一种接法铁心的磁性最强(所示的图中,哪一种接法铁心的磁性最强( ))4.关于磁场,以下说法正确的是(.关于磁场,以下说法正确的是( ))A .电流在磁场中某点不受磁场力作用,则该点的磁感强度一定为零在磁场中某点不受磁场力作用,则该点的磁感强度一定为零B .磁场中某点的磁感强度,根据公式B=F/I B=F/I··l ,它跟F ,I ,l 都有关都有关C .磁场中某点的磁感强度的方向垂直于该点的磁场方向.磁场中某点的磁感强度的方向垂直于该点的磁场方向D .磁场中任一点的磁感强度等于磁通密度,即垂直于磁感强度方向的单位面积的.磁场中任一点的磁感强度等于磁通密度,即垂直于磁感强度方向的单位面积的磁通量磁通量5.磁场中某点的.磁场中某点的磁感应强度磁感应强度的方向(的方向( ))A .放在该点的通电直导线所受的磁场力的方向B .放在该点的正检验.放在该点的正检验电荷电荷所受的磁场力的方向所受的磁场力的方向C .放在该点的小磁针静止时N 极所指的方向极所指的方向D .通过该点磁场线的切线方向.通过该点磁场线的切线方向 6.下列有关磁通量的论述中正确的是(.下列有关磁通量的论述中正确的是( ))A .磁感强度越大的地方,穿过线圈的磁通量也越大.磁感强度越大的地方,穿过线圈的磁通量也越大B .磁感强度越大的地方,线圈面积越大,穿过线圈的磁通量越大.磁感强度越大的地方,线圈面积越大,穿过线圈的磁通量越大C .穿过线圈的磁通量为零的地方,磁感强度一定为零.穿过线圈的磁通量为零的地方,磁感强度一定为零D .匀强磁场中,穿过线圈的磁感线越多,则磁通量越大.匀强磁场中,穿过线圈的磁感线越多,则磁通量越大7.如图3所示,条形磁铁放在水平桌面上,其中央正上方固定一根直导线,导线与磁铁垂直,并通以垂直纸面向外的电流(并通以垂直纸面向外的电流( ))A .磁铁对桌面的.磁铁对桌面的压力压力减小、不受桌面摩擦力的作用减小、不受桌面摩擦力的作用B .磁铁对桌面的压力减小、受到桌面摩擦力的作用.磁铁对桌面的压力减小、受到桌面摩擦力的作用C .磁铁对桌面的压力增大,个受桌面摩擦力的作用.磁铁对桌面的压力增大,个受桌面摩擦力的作用D .磁铁对桌面的压力增大,受到桌面摩擦力的作用.磁铁对桌面的压力增大,受到桌面摩擦力的作用8.如图4所示,将通电线圈悬挂在磁铁N 极附近:磁铁处于水平位置和线圈在同一线圈在同一平面平面内,且磁铁的轴线经过线圈圆心,线圈将(内,且磁铁的轴线经过线圈圆心,线圈将( ))A .转动同时靠近磁铁.转动同时靠近磁铁B B.转动同时离开磁铁.转动同时离开磁铁.转动同时离开磁铁C .不转动,只靠近磁铁.不转动,只靠近磁铁D .不转动,只离开磁铁.不转动,只离开磁铁9.通电.通电矩形矩形线圈平面垂直于匀强磁场的磁感线,则有(线圈平面垂直于匀强磁场的磁感线,则有( )) A A.线圈所受.线圈所受.线圈所受安培安培力的合力为零力的合力为零 B B B.线圈所受安培力以任一边为轴的力矩为零.线圈所受安培力以任一边为轴的力矩为零.线圈所受安培力以任一边为轴的力矩为零 C C.线圈所受安培力以任一对角线为轴的力矩不为零.线圈所受安培力以任一对角线为轴的力矩不为零.线圈所受安培力以任一对角线为轴的力矩不为零D D.线圈所受安培力必定使其四边有向外扩展形变的效果.线圈所受安培力必定使其四边有向外扩展形变的效果.线圈所受安培力必定使其四边有向外扩展形变的效果二、填空题二、填空题1010.匀强磁场中有一段长为.匀强磁场中有一段长为0.2m 的直导线,它与磁场方向垂直,当通过3A 的电流时,受到60×10-2N 的磁场力,则磁场的磁感强度是则磁场的磁感强度是__________________特;特;当导线长度缩短一半时,磁场的磁感强度是磁场的磁感强度是__________特;当通入的电流加倍时,磁场的磁感强度是特;当通入的电流加倍时,磁场的磁感强度是__________________特.特.特.1111.如图.如图5所示,所示, abcd abcd 是一竖直的矩形导线框,线框面积为S ,放在磁场中,中,ab ab 边在水平面内且与磁场方向成6060°角,若导线框中的电流为°角,若导线框中的电流为I ,则导线框所受的安培力对某竖直的固定轴的力矩等于框所受的安培力对某竖直的固定轴的力矩等于__________________..1212.一矩形线圈面积.一矩形线圈面积S =10-2m 2,它和匀强磁场方向之间的夹角θ1=3030°,°,穿过线圈的磁通量Ф=1×103Wb Wb,则磁场的磁感强度,则磁场的磁感强度B______B______;若线圈以一条边;若线圈以一条边为轴的转180180°,则穿过线圈的磁能量的变化为°,则穿过线圈的磁能量的变化为°,则穿过线圈的磁能量的变化为__________________;若线圈平面和磁场方向之间的夹角变为;若线圈平面和磁场方向之间的夹角变为θ2=0°,则Ф=____________..三、计算题三、计算题1313.如图.如图6所示,所示,ab ab ab,,cd 为两根相距2m 的平行的平行金属金属导轨,水平放置在竖直向下的匀强磁场中,通以5A 的电流时,棒沿导轨作匀速运动;当棒中电流增加到8A 时,棒能获得2m/s 2的加速度,求匀强磁场的磁感强度的大小;的加速度,求匀强磁场的磁感强度的大小;它们以相同的速度沿垂直于磁场方向射入匀强磁场(磁场方向垂直纸面向里).在图3中,哪个图正确地表示出这三束粒子的运动轨迹?(束粒子的运动轨迹?( ))1414.如图.如图7所示,通电导体棒AC 静止于水平导轨上,棒的质量为m 长为l ,通过的,通过的电流电流强度为I ,匀强磁场的磁感强度B 的方向与导轨的方向与导轨平面平面成θ角,求导轨受到AC 棒的棒的压压力和摩擦力各为多大?和摩擦力各为多大?二、二、洛仑兹力练习题一、选择题一、选择题1.如图1所示,在垂直于纸面向内的匀强磁场中,垂直于磁场方向发射出两个所示,在垂直于纸面向内的匀强磁场中,垂直于磁场方向发射出两个电子电子1和2,其速度分别为v 1和v 2.如果v 2=2v 1,则1和2的轨道半径之比r 1:r 2及周期之比T 1:T 2分别为(分别为( )) A .r 1:r 2=1:2,T 1:T 2=1:2 B 2 B..r 1:r 2=1:2,T 1:T 2=1:1C .r 1:r 2=2:1,T 1:T 2=1:1D .r 1:r 2=1:1,T 1:T 2=2:12.如图2所示,所示,ab ab 是一弯管,其中心线是半径为R 的一段的一段圆弧圆弧,将它置于一给定的匀强磁场中,磁场方向垂直于圆弧所在平面,并且指向纸外、有一束粒子对准a 端射入弯管,粒子有不同的质量、不同的速度,但都是一价正离子.( ))A .只有速度大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管.只有速度大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管B .只有质量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管.只有质量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管C .只有.只有动量动量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管D .只有能量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管.只有能量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管3.电子以初速V0垂直进入垂直进入磁感应强度磁感应强度为B 的匀强磁场中,则(的匀强磁场中,则( ))A .磁场对电子的作用力始终不变.磁场对电子的作用力始终不变B B B.磁场对电子的作用力始终不作功.磁场对电子的作用力始终不作功.磁场对电子的作用力始终不作功C .电子的动量始终不变.电子的动量始终不变D D D.电子的.电子的.电子的动能动能始终不变始终不变5.一个带电粒子,沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场,粒子的一段径迹如图4所示,径迹上的每一小段可近似看成圆弧.由于带电粒子使沿途的空气电离,粒子的能量逐渐减小(带的每一小段可近似看成圆弧.由于带电粒子使沿途的空气电离,粒子的能量逐渐减小(带电量电量不变).从图中可以确定(.从图中可以确定( ))A .粒子从a 到b ,带正电,带正电B .粒子从b 到a ,带正电,带正电C .粒子从a 到b ,带负电,带负电D D.粒子从.粒子从b 到a ,带负电,带负电6.三个相同的带电小球1、2、3,在重力场中从同一高度由静止开始落下,其中小球1通过一附加的水平方向匀强电场,小球2通过一附加的水平方向匀强磁场.设三个小球落到同一高度时的动能分别为E 1、E 2和E 3,忽略空气阻力,则(,忽略空气阻力,则( ))A .E 1=E 2=E 3B .E 1>E 2=E 3C .E 1<E 2=E 3D .E 1>E 2>E 37.真空中同时存在着竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,真空中同时存在着竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,三个带有等量同种三个带有等量同种三个带有等量同种电荷电荷的油滴a 、b 、c 在场中做不同的运动.其中a 静止,b 向右做匀速直线运动,c 向左做匀速直线运动,则三油滴质量大小关系为(则三油滴质量大小关系为( ))A .a 最大最大B B..b 最大最大C .c 最大最大D D.都相等.都相等8.一个带正一个带正电荷电荷的微粒(重力不计)穿过图5中匀强电场和匀强磁场区域时,恰能沿直线运动,则欲使电荷向下偏转时应采用的办法是(则欲使电荷向下偏转时应采用的办法是( ))A .增大电荷质量.增大电荷质量B .增大电荷.增大电荷电量电量C .减少入射速度.减少入射速度D D.增大磁感强度.增大磁感强度.增大磁感强度E .减小电.减小电场强场强度二、填空题二、填空题9.一束离子能沿入射方向通过互相垂直的匀强电场和匀强磁场区域,然后进入磁感应强度为B ′的偏转磁场内做半径相同的匀速′的偏转磁场内做半径相同的匀速圆周圆周运动(图6),则这束离子必定有相同的,则这束离子必定有相同的__________________,相同的,相同的,相同的__________________..1010.为使从炽热灯丝发射的.为使从炽热灯丝发射的.为使从炽热灯丝发射的电子电子(质量m 、电量e 、初速为零)能沿入射方向通过互相垂直的匀强电场(场强为E )和匀强磁场(磁感强度为B )区域,对电子的加速电压为区域,对电子的加速电压为__________________..1111.一个电子匀强磁场中运动而不受到磁场力的作用,则电子运动的方.一个电子匀强磁场中运动而不受到磁场力的作用,则电子运动的方向是向是__________________..1212.一质量为.一质量为m 、电量为q 的带电粒子在磁感强度为B 的匀强磁场中作圆周运动,其效果相当于一环形圆周运动,其效果相当于一环形电流电流,则此环形电流的电流强度I =____________..三、计算题三、计算题1313.一个电视显像管的电子束里电子的.一个电视显像管的电子束里电子的.一个电视显像管的电子束里电子的动能动能EK EK==12000eV 12000eV.这个显像管的位置取向刚好使电子.这个显像管的位置取向刚好使电子水平地由南向北运动.已知地磁场的竖直向下分量B =5.55.5××10-5T ,试问,试问(1)电子束偏向什么方向?)电子束偏向什么方向?(2)电子束在显像管里由南向北通过y =20cm 路程,受洛仑兹力作用将偏转多少距离?电子质量m =9.19.1××10-31kg kg,电量,电量e =1.61.6××10-19C .14 14.如图.如图7所示,一质量m 、电量q 带正电荷的小球静止在倾角3030°、°、足够长的绝缘光滑斜面.顶端时对斜面足够长的绝缘光滑斜面.顶端时对斜面压力压力恰为零.若迅速把电场方向改为竖直向下,则小球能在斜面上滑行多远?为竖直向下,则小球能在斜面上滑行多远?三、单元练习题一、选择题一、选择题1.安培的分子环流假设,可用来解释(的分子环流假设,可用来解释( ))A .两通电导体间有相互作用的原因.两通电导体间有相互作用的原因B B.通电线圈产生磁场的原因.通电线圈产生磁场的原因.通电线圈产生磁场的原因C .永久磁铁产生磁场的原因.永久磁铁产生磁场的原因D .铁质类物体被磁化而具有磁性的原因.铁质类物体被磁化而具有磁性的原因2.如图1所示,条形磁铁放在水平桌面上,在其正中央的上方固定一根长直导线,导线与磁铁垂直,给导线通以垂直纸面向外的电流,则(垂直,给导线通以垂直纸面向外的电流,则( ))A .磁铁对桌面压力减小,不受桌面的摩擦力作用.磁铁对桌面压力减小,不受桌面的摩擦力作用B .磁铁对桌面压力减小,受到桌面的摩擦力作用.磁铁对桌面压力减小,受到桌面的摩擦力作用C .磁铁对桌面压力增大,不受桌面的摩擦力作用.磁铁对桌面压力增大,不受桌面的摩擦力作用D .磁铁对桌面压力增大,受到桌面的摩擦力作用.磁铁对桌面压力增大,受到桌面的摩擦力作用3.有电子、有电子、质子、质子、氘核、氘核、氚核,氚核,以同样速度垂直射入同一匀强磁场中,以同样速度垂直射入同一匀强磁场中,它们都作匀速圆周运动,它们都作匀速圆周运动,则轨道半径最大的粒子是(半径最大的粒子是( ))A .氘核.氘核B B.氚核.氚核.氚核C C C.电子.电子.电子D .质子4.两个.两个电子电子以大小不同的初速度沿垂直于磁场的方向射入同一匀强磁场中.设r 1、r 2为这两个电子的运动电子的运动轨道轨道半径,半径,T T 1、T 2是它们的运动周期,则(是它们的运动周期,则( ))A .r 1=r 2,T 1≠T 2B .r 1≠r 2,T 1≠T 2C .r 1=r 2,T 1=T 2D D..r 1≠r 2,T 1=T 2 5.在垂直于纸面的匀强磁场中,有一原来静止的.在垂直于纸面的匀强磁场中,有一原来静止的原子核原子核.该核衰变后,放出的带电粒子和反冲核的运动轨迹分别如图2中a 、b 所示.由图可以判定(所示.由图可以判定( ))A .该核发生的是α衰变衰变B .该核发生的是β衰变衰变C .磁场方向一定是垂直纸面向里.磁场方向一定是垂直纸面向里D .磁场方向向里还是向外不能判定.磁场方向向里还是向外不能判定6.如图3有一混合正离子束先后通过有一混合正离子束先后通过正交正交电场磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ,如果这束正离子束流在区域Ⅰ中不偏转,进入区域Ⅱ后偏转半径又相同,则说明这些正离子具有相同的( ))A .速度.速度B B.质量.质量.质量C .电荷D D.荷质比.荷质比.荷质比7.设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,如图4所示,已知一离子在电场力和洛仑兹力的作用下,从静止开始自A 点沿点沿曲线曲线ACB 运动,到达B 点时速度为零,点时速度为零,C C 点是运动的最低点,忽略重力,以下说法中正确的是(的最低点,忽略重力,以下说法中正确的是( ))A .这离子必带正电荷.这离子必带正电荷B .A 点和B 点位于同一高度点位于同一高度C .离子在C 点时速度最大点时速度最大D .离子到达B 点后,将沿原曲线返回A 点8.如图5所示,在正交的匀强电场和磁场的区域内(磁场水平向内),有一离子恰能沿直线飞过此区域(不计离子重力)( ))A .若离子带正电,.若离子带正电,E E 方向应向下方向应向下B B B.若离子带负电,.若离子带负电,.若离子带负电,E E 方向应向上方向应向上C .若离子带正电,.若离子带正电,E E 方向应向上方向应向上D .不管离子带何种电,.不管离子带何种电,E E 方向都向下方向都向下 9.一根通有一根通有电流电流I 的直铜棒用软导线挂在如图6所示匀强磁场中,此时悬线中的张力大于零而小于铜棒的重力.欲使悬线中张力为零,可采用的方法有(小于铜棒的重力.欲使悬线中张力为零,可采用的方法有( ))A .适当增大电流,方向不变.适当增大电流,方向不变B .适当减小电流,并使它反向.适当减小电流,并使它反向C .电流大小、方向不变,适当增强磁场.电流大小、方向不变,适当增强磁场D .使原电流反向,并适当减弱磁场.使原电流反向,并适当减弱磁场1010..如图7所示,一金属直杆MN 两端接有导线,悬挂于线圈上方,悬挂于线圈上方,MN MN 与线圈轴线均处于竖直与线圈轴线均处于竖直平面平面内,为使MN 垂直纸面向外运动,可以(垂直纸面向外运动,可以( ))A .将a 、c 端接在电源正极,端接在电源正极,b b 、d 端接在电源负极端接在电源负极B .将b 、d 端接在电源正极,端接在电源正极,a a 、c 端接在电源负极端接在电源负极C .将a 、d 端接在电源正极,端接在电源正极,b b 、c 端接在电源负极端接在电源负极D .将a 、c 端接在交流电源的一端,端接在交流电源的一端,b b 、d 接在交流电源的另一端接在交流电源的另一端1111.带电为.带电为.带电为+q +q 的粒子在匀强磁场中运动,下面说法中正确的是(的粒子在匀强磁场中运动,下面说法中正确的是( ))A .只要速度大小相同,所受洛仑兹力就相同.只要速度大小相同,所受洛仑兹力就相同B .如果把.如果把+q +q 改为改为-q -q -q,且速度反向大小不变,则洛仑兹力的大小,方向均不变,且速度反向大小不变,则洛仑兹力的大小,方向均不变,且速度反向大小不变,则洛仑兹力的大小,方向均不变C .洛仑兹力方向一定与电荷速度方向垂直,磁场方向一定与电荷运动方向垂直.洛仑兹力方向一定与电荷速度方向垂直,磁场方向一定与电荷运动方向垂直D .粒子只受到洛仑兹力作用,其运动的动能、.粒子只受到洛仑兹力作用,其运动的动能、动量动量均不变均不变1212.关于磁现象的电本质,下列说法中正确的是(.关于磁现象的电本质,下列说法中正确的是(.关于磁现象的电本质,下列说法中正确的是( ))A .有磁必有电荷,有电荷必有磁B .一切磁现象都起源于一切磁现象都起源于电流电流或运动电荷,或运动电荷,一切磁作用都是电流或运动电荷之间通过磁场而发生一切磁作用都是电流或运动电荷之间通过磁场而发生的相互作用的相互作用C .除永久磁铁外,一切磁场都是由运动电荷或电流产生的.除永久磁铁外,一切磁场都是由运动电荷或电流产生的D .根据安培的分子环流假说,在外界磁场作用下,物体内部分子电流取向大致相同时,物体就被磁化,两端形成磁极被磁化,两端形成磁极二、填空题二、填空题1313.一质子及一.一质子及一α粒子,同时垂直射入同一匀强磁场中.(1)若两者由静止经同一)若两者由静止经同一电势差电势差加速的,则的,则旋转旋转半径之比为半径之比为__________________;;(2)若两者以相同的动进入磁场中,则旋转半径之比为)若两者以相同的动进入磁场中,则旋转半径之比为__________________;;(3)若两者以相同的若两者以相同的动能动能进入磁场中,则旋转半径之比为进入磁场中,则旋转半径之比为__________________;;(4)若两者以相同速度进入磁场,则旋转半径之比为旋转半径之比为__________________.. 1414.两块长.两块长5d 5d,相距,相距d 的水平平行金属板,板间有垂直于纸面的匀强磁场.一大群电子从平行于板面的方向、一大群电子从平行于板面的方向、以等大小的速度以等大小的速度v 从左端各处飞入(图8).为了不使任何电子飞出,板间磁感应强度的最小值为____________..1515.如图.如图9所示,所示,M M 、N 为水平位置的两块平行金属板,板间距离为d ,两板间电势差为U .当带电量为q 、质量为m 的正离子流以速度V 0沿水平方向从两板左端的中央O 点处射入,因受电场力作用,离子作曲线运动,偏向M 板(重力忽略不计).今在两板间加一匀强磁场,使从中央O 处射入的正离流在两板间作直线运动.则磁场的方向是处射入的正离流在两板间作直线运动.则磁场的方向是__________________,磁感,磁感应强度B =____________..1616.如图.如图10所示,质量为m ,带电量为,带电量为+q +q 的粒子,从两平行的粒子,从两平行电极电极板正中央垂直板正中央垂直电场线电场线和磁感线以速度v 飞入.已知两板间距为d ,磁感强度为B ,这时粒子恰能直线穿过电场和磁场区域(重力不计).今将磁感强度增大到某值,则粒子将落到极板上.当粒子落到极板上时的动能为能为__________________..1717.如图.如图11所示,绝缘光滑的所示,绝缘光滑的斜面斜面倾角为θ,匀强磁场B 方向与斜面垂直,如果一个质量为m ,带电量为带电量为-q -q 的小球A在斜面上作匀速圆周运动,则必须加一最小的在斜面上作匀速圆周运动,则必须加一最小的场强场强为____________的匀强电场.的匀强电场.的匀强电场.1818.三个带等量正电荷的粒子.三个带等量正电荷的粒子a 、b 、c (所受重力不计)以相同的初动能水平射入正交的电场磁场中,轨迹如图1212,则可知它们的质量,则可知它们的质量m a 、m b 、m c 大小次序为小次序为__________________,入射时的初动量大小次序为,入射时的初动量大小次序为,入射时的初动量大小次序为__________________..1919.一初速为零的带电粒子,经过电压为.一初速为零的带电粒子,经过电压为U 的电场加速后垂直进入磁感强度为B 的匀强磁场中,已知带电粒子的质量是m ,电量是q ,则带电粒子所受的洛仑兹力为洛仑兹力为__________________,,轨道半径为半径为__________________..2020.如图.如图13在x 轴的上方(轴的上方(y y ≥0)存在着垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感强度为B .在原点O 有一个离子源向x 轴上方的各个方向发射出质量为m 、电量为q 的正离子,速率都为v ,对那些在xy 平面内运动的离子,在磁场中可能到达的最大x =____________,最大,最大y =____________..2121.以速率.以速率v 垂直于屏S 经过小孔O 射入存在着匀强磁场的真空室中,如图14所示,磁感强度B 的方向与离子的运动方向垂直,并垂直于纸面向里.的方向与离子的运动方向垂直,并垂直于纸面向里.求离子进入磁场后到达屏S 上时的位置与O 点的距离?。
高中物理选修3-1安培力经典习题有答案
安培力复习1.把轻的长方形线圈用细线挂在载流直导线AB 的附近,两者在同一平面内,直导线AB 固定,线圈可以活动,当长方形线圈通以如图所示的电流时,线圈将( ) (A )不动 (B )靠近导线AB(C )离开导线AB (D )发生转动,同时靠近导线AB答案:B2.长直电流I 2与圆形电流I 1共面,并与其一直径相重合(但两者绝缘),如图所示。
设长直导线不动,则圆形电流将( )(A )绕I 2旋转(B )向右运动(C )向左运动(D )不动 答:B3.在均匀磁场中,放置一个正方形的载流线圈使其每边受到的磁力的大小都相同的方法有( )(A )无论怎么放都可以;(B )使线圈的法线与磁场平行;(C )使线圈的法线与磁场垂直;(D )(B )和(C )两种方法都可以 答:B4.一平面载流线圈置于均匀磁场中,下列说法正确的是( ) (A )只有正方形的平面载流线圈,外磁场的合力才为零。
(B )只有圆形的平面载流线圈,外磁场的合力才为零。
(C )任意形状的平面载流线圈,外磁场的合力和力矩一定为零(D )任意形状的平面载流线圈,外磁场的合力一定为零,但力矩不一定为零。
答:D1. 截面积为S 、密度为ρ的铜导线被弯成正方形的三边,可以绕水平轴O O '转动,如图所示。
导线放在方向竖直向上的匀强磁场中,当导线中的电流为I 时,导线离开原来的竖直位置偏转一个角度θ而平衡。
求磁感应强度。
若S =2mm 2,ρ=8.9g/cm 3,θ=15°,I =10A ,磁感应强度大小为多少?解:磁场力的力矩为θθθcos cos cos 2212BIl l BIl Fl M F ===(3分)重力的力矩为θρθρθρsin 2sin 212sin 22221gSl l gSl l gSl M mg =⋅+⋅= (3分) OO 'θIO O 'θImg1l 2l由平衡条件 mg F M M =,得θρθsin 2cos 22gSl BIl = (2分))(1035.915101028.9109.822363T tg tg I gS B --⨯=︒⨯⨯⨯⨯⨯⨯==θρ (2分) 2. 半径为R =0.1m 的半圆形闭合线圈,载有电流I =10A ,放在均匀磁场中,磁场方向与线圈平面平行,如图所示。
安培力(带详细答案)
磁场与安培力考点一对磁感应强度的理解1、理解磁感应强度的三点注意事项(1)磁感应强度由磁场本身决定,因此不能根据定义式B=FIL认为B与F成正比,与IL成反比。
(2)测量磁感应强度时小段通电导线必须垂直磁场放入,如果平行磁场放入,则所受安培力为零,但不能说该点的磁感应强度为零。
(3)磁感应强度是矢量,其方向为放入其中的小磁针N极的受力方向,也是自由转动的小磁针静止时N极的指向。
2、磁感应强度B与电场强度E的比较3、地磁场的特点(1)在地理两极附近磁场最强,赤道处磁场最弱。
(2)地磁场的N极在地理南极附近,S极在地理北极附近。
(3)在赤道平面(地磁场的中性面)附近,距离地球表面相等的各点,地磁场的强弱程度相同,且方向水平。
1、(多选)(2015·全国卷Ⅱ)指南针是我国古代四大发明之一。
关于指南针,下列说法正确的是()A.指南针可以仅具有一个磁极B.指南针能够指向南北,说明地球具有磁场C.指南针的指向会受到附近铁块的干扰D.在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线,导线通电时指南针不偏转2、(2014·全国卷Ⅰ)关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力,下列说法正确的是( )A .安培力的方向可以不垂直于直导线B .安培力的方向总是垂直于磁场的方向C .安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关D .将直导线从中点折成直角,安培力的大小一定变为原来的一半3、如图所示,一段导线abcd 位于磁感应强度大小为B 的匀强磁场中,且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直。
ab 、bc 和cd 段的长度均为L ,且Ⅰabc =Ⅰbcd =135°。
流经导线的电流为I ,方向如图中箭头所示。
判断导线abcd 所受到的磁场的作用力的合力,下列说法正确的是( )A.方向沿纸面向上,大小为(2+1)ILBB .方向沿纸面向上,大小为(2-1)ILBC .方向沿纸面向下,大小为(2+1)ILBD .方向沿纸面向下,大小为(2-1)ILB考点二 安培定则的应用与磁场的叠加1、常见磁体的磁感线2、电流的磁场及安培定则安培定则 磁感线 磁场特点直线电流的磁场无磁极、非匀强磁场,且距导线越远磁场越弱 环形电流的磁场 环形电流的两侧分别是N 极和S 极,且离圆环中心越远磁场越弱通电螺线管的磁场与条形磁铁的磁场相似,管内为匀强磁场,管外为非匀强磁场 3、磁场的叠加:磁感应强度为矢量,合成与分解遵循平行四边形定则。
安培力经典习题
电磁学练习一、选择题:1. 两根相互靠近平行放置的直导线A. 当通有同向电流时,相互吸引;B. 当通有同向电流时,相互排斥;C. 当通有反向电流时,相互排斥;D. 当通有反向电流时,相互吸引。
2. 蹄形磁铁上方放置一通有方向如图电流I 的轻质直导线ab ,则ab 运动的情况是A. a 端转向纸外,b 端转向纸里,同时向下运动;B. a 端转向纸外,b 端转向纸里,同时向上运动;C. a 端转向纸里,b 端转向纸外,同时向上运动;D. a 端转向纸里,b 端转向纸外,同时向下运动。
3. 在示波管下方,水平放置一根通有方向如图电流I 的直导线,则电子束将 A. 偏向上方;B. 偏向下方;C. 偏向纸里;D. 偏向纸外。
4. 如图,在水平放置的条形磁铁N 极附近,有一线框由位置I经位置II 移到位置III ,则穿过线框的磁通量 A. 先增大后减小; B. 先减小后增大; C. 保持不变; D. 无法确定。
5. 两根垂直纸面放置的直导线ab ,通有方向如图等值的电流I 。
一根通有方向如图电流I 1的轻质导线cd 与ab 等距沿纸面放置。
则导线cd 运动的情况是A. 沿逆时针方向转动;B. 沿顺时针方向转动;C. c 端转向纸外,d 端转向纸里D. c 端转向纸里,d 端转向纸外。
6. 如图,两根倾斜的光滑导电轨道相互平行放置,轨道间接有电源。
现将一根金属杆放于导电轨道(与轨道保持垂直),同时加一匀强磁场,恰可使金属杆静止在轨道上,所加磁场的方向应在的范围内N SaI4题I6题图eNI II III 9题图bI 1 15题图B AC D21题图αα21题图7.(12分)如图所示,在倾角为30°的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为L,质量为m的通电直导体棒,棒内电流大小为I,方向垂直纸面向外.以水平向右为x轴正方向,竖直向上为y轴正方向建立直角坐标系。
(1)若加一方向垂直斜面向上的匀强磁场,使导体棒在斜面上保持静止,求磁场的磁感应强度多大?(2)若加一方向垂直水平面向上的匀强磁场使导体棒在斜面上静止,该磁场的磁感应强度多大.8.(15分)如图所示,质量m=0.1g的小球,带有q=5×10-4C的正电荷,套在一根与水平方向成θ=37°的绝缘杆上,小球可以沿杆滑动,与杆间的动摩擦因数μ=0.4,这个装置放在磁感应强度B=0.5T方向垂直纸面向里的匀强磁场中,将小球无初速释放。
安培力练习题及答案
安培力练习题1、如图1所示,放在蹄形磁铁两极间的导体棒ab ,当通有由b 向a 的电流时,受到的安培力方向向右,则磁铁的上端是 极;如果磁铁上端是S 极,导体棒中的电流方向由a 向b ,则导体棒受到的安培力方向为 .(选填“向左”、“向右”)2、如图2所示,在同一水平面内宽为2m 的两导轨互相平行,并处在竖直向上的匀强磁场中,一根质量为3.6kg 的金属棒放在导轨上,当金属棒中的电流为2A 时,金属棒做匀速运动;当金属棒中的电流增加到8A 时,金属棒获得2m/s 2的加速度,则磁场的磁感应强度大小为 T 。
3、如图3所示,“U ”形导轨宽L ,与水平面夹角为α,垂直于导轨平面向上的匀强磁场的磁感应强度为B.一根质量为m 、长也是L 的金属棒搭在导轨上,金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ,回路中的电流强度为I ,这时金属棒保持水平静止但有下滑趋势,则金属棒受到的摩擦力的大小为_________.4、如图4,在阴极射管正下方平行放置一根通有足够强直流电流的长直导线,且导线中电流方向水平向右,则阴极射线将 ( )A .向上偏转B .向下偏转C .向纸内偏转D .向纸外偏转5、如图5,用两根相同的细绳水平悬挂一段均匀载流直导线MN ,电流I 方向从M 到N ,绳子的拉力均为F 。
为使F =0,可能达到要求的方法是 ( )A .加水平向右的磁场B .加水平向左的磁场C .加垂直纸面向里的磁场D .加垂直纸面向外的磁场6、 如图6所示,均匀绕制的螺线管水平放置,在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A ,A 与螺线管垂直,A 导线中的电流方向垂直纸面向里,开关S 闭合,A 受到通电螺线管磁场的作用力的方向是 ( )A .水平向左B .水平向右C .竖直向下D .竖直向上7、如图7,长为2l 的直导线折成边长相等,夹角为60°的V 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B 。
当在该导线中通以电流强度为I 的电流时,该V 形通电导线受到的安培力大小为( )图1 图2 图3图4 图5图6A .0B .1/2BIl C .BIl D .2BIl8、如图8所示,在倾角为a 的光滑斜面上,垂直纸面放置一根长为L ,质量为m 的直导体棒。
2020届高考物理计算题复习《安培力综合题》(解析版)
《安培力综合题》一、计算题1.如图所示,足够长的平行光滑金属导轨水平放置,宽度L=0.4m,一端连接R=1Ω的电阻。
导线所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=1T。
导体棒MN 放在导轨上,其长度恰好等于导轨间距,与导轨接触良好,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。
在平行于导轨的拉力F作用下,导体棒沿导轨向右匀速运动,速度v= 5m/s。
求:(1)感应电动势E和感应电流I;(2)拉力F的大小;(3)若将MN换为电阻r=1Ω的导体棒,其他条件不变,求导体棒两端的电压U。
2.如图所示,足够长的U形导体框架的宽度l=0.5m,电阻忽略不计,其所在平面与水平面成θ=37°角,磁感应强度B=0.8T的匀强磁场方向垂直于导体框平面,一根质量m=0.2kg,有效电阻R=2Ω的导体棒MN垂直跨放在U形框架上,导体棒与框架间的动摩擦因数μ=0.5,导体棒由静止开始沿框架下滑到刚开始匀速运动,通过导体棒截面的电量共为Q=2C.求:(1)导体棒匀速运动的速度;(2)导体棒从开始下滑到刚开始匀速运动这一过程中,导体棒的电阻产生的焦耳热.(sin37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10m/s2)3.如图所示,在倾角为θ=30°的斜面上,固定一宽L=0.5m的平行金属导轨,在导轨上端接入电源和滑动变阻器R,电源电动势E=10V,内阻r=2Ω,一质量m= 100g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好.整个装置处于磁感应强度B=1T、垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计).金属导轨是光滑的,取g= 10m/s2,要保持金属棒在导轨上静止,求:(1)金属棒所受到的安培力大小;(2)滑动变阻器R接入电路中的阻值.4.在范围足够大,方向竖直向下的匀强磁场中,B=0.2T,有一水平放置的光滑框架,宽度为L=0.4m,如图所示,框架上放置一质量m=0.05kg、电阻R=1Ω的金属杆ab,框架电阻不计,在水平外力F的作用下,杆ab以恒定加速度a=2m/s2,由静止开始做匀变速运动.求:(1)在5s内平均感应电动势是多少?(2)第5s末作用在杆ab上的水平外力F多大?(3)定性画出水平外力F随时间t变化的图象.5.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总电阻R0=2.5Ω,金属导轨电阻不计,g取10m/s2.已知sin37°=0.60,cos37°=0.80,求:(1)导体棒受到的安培力;(2)导体棒受到的摩擦力;(3)若将磁场方向改为竖直向上,要使金属杆继续保持静止,且不受摩擦力作用,求此时磁场磁感应强度B1的大小?6.如图所示,光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在竖直平面内,两导轨间的距离为L=1m,导轨间连接的定值电阻R=3Ω,导轨上放一质量为m=0.1kg的金属杆ab,金属杆始终与导轨连接良好,杆的电阻r=1Ω,其余电阻不计,整个装置处于磁感应强度为B=1.0T的匀强磁场中,磁场的方向垂直导轨平面向里.重力加速度g=10m/s2,现让金属杆从AB水平位置由静止释放,求:(1)金属杆的最大速度;(2)当金属杆的加速度是5m/s2,安培力的功率是多大?7.如图所示,一个半径为r=0.4m的圆形金属导轨固定在水平面上,一根长为r的金属棒ab的a端位于圆心,b端与导轨接触良好.从a端和圆形金属导轨分别引出两条导线与倾角为θ=37°、间距l=0.5m的平行金属导轨相连.质量m=0.1kg、电阻R=1Ω的金属棒cd垂直导轨放置在平行导轨上,并与导轨接触良好,且棒cd与两导轨间的动摩擦因数为μ=0.5.导轨间另一支路上有一规格为“2.5V0.3A”的小灯泡L和一阻值范围为0~10Ω的滑动变阻器R0.整个装置置于垂直向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为B=1T.金属棒ab、圆形金属导轨、平行导轨及导线的电阻不计,从上往下看金属棒ab做逆时针转动,角速度大小为w.假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8.(1)当w=40rad/s时,求金属棒ab中产生的感应电动势E−1,并指出哪端电势较高;(2)在小灯泡正常发光的情况下,求w与滑动变阻器接入电路的阻值R0间的关系;(已知通过小灯泡的电流与金属棒cd是否滑动无关)(3)在金属棒cd不发生滑动的情况下,要使小灯泡能正常发光,求w的取值范围.8.如图所示,PQ和MN为水平、平行放置的金属导轨,相距1m,导体棒ab跨放在导轨上,导体棒的质量m=0.2kg,导体棒的中点用细绳经滑轮与物体相连,物体质量M=0.3kg,导体棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5.匀强磁场的磁感应强度B=2T,方向竖直向下,为了使物体匀速上升,应在导体棒中通入多大的电流?方向如何?9.如图所示,光滑平行导轨宽为L,导轨平面与水平方向有夹角θ,导轨的一端接有电阻R.导轨上有与导轨垂直的电阻也为R的轻质金属导线(质量不计),导线连着轻质细绳,细绳的另一端与质量为m的重物相连,细绳跨过无摩擦的滑轮.整个装置放在与导轨平面垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中.重物由图示位置从静止释放,运动过程中金属导线与导轨保持良好的接触.导轨足够长,不计导轨的电阻求:(1)重物的最大速度(2)若重物从开始运动到获得最大速度的过程中下降了h,求此过程中电阻R上消耗的电能.10.如图所示,水平放置的平行金属导轨,相距L=0.50m,左端接一电阻R=0.20Ω,方向垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度B=0.40T,导体棒ab垂直放在导轨上,并能无摩擦地沿导轨滑动,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计,当ab以v=4.0m/s的速度水平向右匀速滑动时,求:(1)ab棒中感应电动势的大小,并指出a、b哪端电势高;(2)回路中感应电流的大小;(3)维持ab棒做匀速运动的水平外力的功率。
高考物理安培力经典题型
一、不定项选择题1、质量为m 的通电细杆ab 置于倾角为θ的导轨上,导轨的宽度为d ,杆ab 与导轨间的摩擦 因数为μ,有电流时ab 恰好在导轨上静止,如图所示,是沿ba 方向观察时的四个平面 图,标出了四种可能的匀强磁场方向,其中杆ab 与导轨间摩擦力可能为零的图是2、如图所示,两根平行放置的长直导线a 和b 载有大小相同方向相反的电流,a 受到的磁 场力大小为F 1,当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后,a 受到的磁场力大小变为F 2,则此时b 受到的磁场力大小变为A .122F F -B .12F F -C .12F F +D .2F3、如图所示,在竖直向上的匀强磁场中水平放置着一根长直导线,电流方向垂直纸面向外, a 、b 、c 、d 是以直导线为圆心的同一圆周上的四点,在这四点中A .a 、b 两点磁感应强度相同B .c 、d 两点磁感应强度相同C .a 点磁感应强度最大D .b 点磁感应强度最大4、如图所示,金属棒MN 两端由等长的轻质细线水平悬挂,处于竖直向上的匀强磁场中,棒 中通以由M 向N 的电流,平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ。
如果仅改变下列某一个条件,θ角的相应变化情况是A .棒中的电流变大,θ角变大B .两悬线等长变短,θ角变小C .金属棒质量变大,θ角变大D .磁感应强度变大,θ角变小5、倾角为α的导电轨道间接有电源,轨道上放有一根金属杆ab 处于静止。
现垂直轨道平面 向上加一匀强磁场,如图所示,磁感应强度B 从零开始逐渐增加到某一值过程中,ab 杆受到的静摩擦力A .逐渐增大B .逐渐减小C .先减小后增大D .某时刻静摩擦力的大小可能等于安培力大小 6、如图所示,质量为m 、长为L 的导体棒电阻为R ,初始时静止于光滑的水平轨道上,电源 电动势为E ,内阻不计;匀强磁场的磁感应强度为B ,其方向与轨道平面成角θ斜向上方,开关闭合后导体棒开始运动,则A .导体棒向左运动B .开关闭合瞬间导体棒MN 所受安培力为R BEL /C .开关闭合瞬间导体棒MN 所受安培力为R BEL /sin θD .开关闭合瞬间导体棒MN 的加速度为mR BEL /sin θ7、如图所示,有两根长为L ,质量为m 的细导体棒a 、b ;a 被水平放置在倾角为45°的光 滑斜面上,b 被水平固定在与a 在同一水平面的另一位置,且a 、b 平行,它们之间的距离为x ,当两细棒中均通以电流强度为I 的同向电流时,a恰能在斜面上保持静止,则下列关于b 的电流在a 处产生的磁场的磁感应强度的说法正确的是A .方向向上B .大小为IL mg 2/2C .要使a 仍保持静止,而减小b 在a 处的磁感应强度,可使b 上移D .若使b 下移,a 将不能保持静止8、如图所示,一条形磁铁放在水平桌面上在其左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线,当 导线通以如图所示方向电流时A .磁铁对桌面的压力增大,且受到向左的摩擦力作用B .磁铁对桌面的压力减小,且受到向右的摩擦力作用C .若将导线移至磁铁中点的正上方,磁铁不受摩擦力D .若将导线移至磁铁中点的正上方,电流反向,磁铁对桌面的压力会减小二、非选择题9、如图所示,在倾角为o 30=θ的斜面上,固定一宽m L 5.0=的平行金属导轨,在导轨上端 接入电源和滑动变阻器R ,电源电动势V E 10=,内阻Ω=2r ,一质量g m 100=的金属 棒ab 与两导轨垂直并接触良好。
(必考题)初中高中物理选修二第一章《安培力与洛伦兹力》经典测试题(答案解析)
一、选择题1.如图平面直角坐标系的第Ⅰ象限内有一匀强磁场垂直于纸面向里,磁感应强度为B 。
一质量为m 、电荷量为q 的粒子以速度v 从O 点沿着与y 轴夹角为30的方向进入磁场,运动到A 点时速度方向与x 轴的正方向相同,不计粒子的重力,则下列判断错误的是( )A .该粒子带负电B .A 点与x 轴的距离为2mv qBC .粒子由O 到A 经历时间3mt qB π= D .运动过程中粒子的速度不变2.下列关于磁场的应用,正确的是( )A .图甲是用来加速带电粒子的回旋加速器示意图,要使粒子获得的最大动能增大,可增大加速电场的电压UB .图乙是磁流体发电机示意图,由此可判断A 极板是发电机的正极,B 极板是发电机的负极C .图丙是速度选择器示意图,不考虑重力的带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是E v B= D .图丁是磁电式电流表内部结构示意图,当有电流流过时,线圈在磁极间产生的匀强磁场中偏转3.如图所示,半径为R 的圆形区域内有一垂直纸面向里的匀强磁场,P 为磁场边界上的一点。
大量质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子,在纸面内沿各个方向以相同速率v 从P 点射入磁场。
这些粒子射出磁场时的位置均位于PQ 圆弧上,PQ 圆弧对应的圆心角恰好为106°。
(sin53°=0.8,cos53°=0.6)不计粒子重力和粒子间的相互作用,则该匀强磁场的磁感应强度大小为( )A.mvqRB.54mvqRC.53mvqRD.35mvqR4.如图所示,水平线上方有方向垂直纸面向里、范围足够大的匀强磁场区域。
一带负电粒子P从a点沿θ=30°方向以初速度v垂直磁场方向射入磁场中,经时间t从b点射出磁场。
不计粒子重力,下列说法正确的是()A.ab之间的距离为粒子做圆周运动的半径的2倍B.若粒子初速度为2v,射出磁场时与水平线夹角为60°C.若粒子初速度为3v,粒子经时间3t射出磁场D.若磁场方向垂直纸面向外,粒子经时间5t射出磁场5.CT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称,CT扫描机可用于对多种病情的探测。
(必考题)初中高中物理选修二第一章《安培力与洛伦兹力》经典题(含答案解析)
一、选择题1.如图所示,质量为m的带电绝缘小球(可视为质点)用长为l的绝缘细线悬挂于O 点,在悬点O下方有匀强磁场,现把小球拉离平衡位置后从A点由静止释放,小球从A点和D点向最低点运动,则下列说法中正确的是()A.小球两次到达C点时,速度大小不相等B.小球两次到达C点时,细线的拉力不相等C.小球两次到达C点时,加速度不相同D.小球从A至C的过程中,机械能不守恒H粒子进行加速,此时D形盒中2.如图所示为某回旋加速器示意图,利用回旋加速器对21的磁场的磁感应强度大小为B,D形盒缝隙间电场变化周期为T,加速电压为U。
忽略相对论效应和粒子在D形盒缝隙间的运动时间,下列说法中正确的是()A.粒子从磁场中获得能量B.保持B、U和T不变,该回旋加速器可以加速质子H粒子在回旋加速器中运动的时间变短C.只增大加速电压21H粒子获得的最大动能增大D.只增大加速电压213.关于磁场对通电导线的作用力,下列说法正确的是()A.磁场对放置在其中的通电导线一定有力的作用B.放置在磁场中的导线越长,其所受的磁场力越大C.放置在磁场中的导线通过的电流越大,其所受的磁场力越大D.通电导线在磁场中所受的磁场力的方向一定与磁场方向垂直4.将圆柱形强磁铁吸在干电池的负极,强磁铁的S极朝上N极朝下,金属导线折成上端有一支点,下端开口的导线框,使导线框的顶端支点和底端分别与电源的正极和磁铁都接触良好但不固定,这样整个导线框就可以绕电池旋转起来。
下列判断正确的是()A .导线框能旋转起来,是因为惯性B .若不计摩擦阻力,导线框将一直匀速转动C .俯视观察,导线框沿逆时针方向旋转D .电池输出的电功率等于导线框旋转的机械功率5.如图所示,一根通有电流I 的直铜棒MN ,用导线挂在磁感应强度为B 的匀强磁场中,此时两根悬线处于张紧状态,下列哪些措施可使悬线中张力为零( )A .适当增大电流B .使电流反向并适当减小C .保持电流I 不变,减小BD .使电流I 反向并增大6.如图所示,在一矩形半导体薄片的P 、Q 间通入电流I ,同时外加方向垂直于薄片向上的匀强磁场B ,在M 、N 间出现电压H U ,这个现象称为霍尔效应,H U 称为霍尔电压,且满足:H IB U K d=,式中k 为霍尔系数,d 为薄片的厚度,已知该半导体材料的导电物质为自由电子,薄片的长、宽分别为a 、b ,关于M 、N 两点电势M φ、N φ和薄片中电子的定向移动速率v ,下列选项正确的是( )A .M φ>N φ,kI v bd =B .M φ>N φ,kI v ad =C .M φ<N φ,kI v bd=D.Mφ<Nφ,kI vad =7.如图所示,匀强磁场中有一个带电量为q的离子自a点沿箭头方向运动,当它运动到b 点时,突然吸收了附近的若干个电子(电子质量不计)其速度大小不变,接着沿另一圆轨道运动到与a、b在一条直线上的c点。
《好题》初中高中物理选修二第一章《安培力与洛伦兹力》经典练习(含答案)
一、选择题1.如图所示,质量为m的带电绝缘小球(可视为质点)用长为l的绝缘细线悬挂于O 点,在悬点O下方有匀强磁场,现把小球拉离平衡位置后从A点由静止释放,小球从A点和D点向最低点运动,则下列说法中正确的是()A.小球两次到达C点时,速度大小不相等B.小球两次到达C点时,细线的拉力不相等C.小球两次到达C点时,加速度不相同D.小球从A至C的过程中,机械能不守恒2.如图所示,用粗细均匀的铜丝制成的等腰直角三角形线圈abc置于垂直线圈所在平面的匀强磁场(图中未画出)中,线圈中通有如图所示的恒定电流I。
若ab边所受的安培力大小为F,则线圈的bc边受到的安培力大小为()A.F B.2F C.2F D.22F3.如图所示,两平行金属导轨间的距离L=0.20m,θ=37︒,磁感应强度B=1T、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=4V、内阻r=1Ω的直流电源。
现把一个质量m=0.08kg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=1Ω,金属导轨电阻不计,g取10m/s2。
已知sin37︒=0.6,cos37︒=0.8,则下列说法中正确的是()A.导体棒上的电流大小为1AB.导体棒受到的安培力大小为0.40NC.导体棒受到的摩擦力方向为沿导轨平面向下D.导体棒受到的摩擦力大小为0.06N4.如图所示,在平面直角坐标系中有一个垂直纸面向里的圆形匀强磁场,其边界过原点O 和y轴上的点a(0,L)。
一质量为m、电荷量为e的电子从a点以初速度v0平行于x轴正方向射入磁场,并从x 轴上的b 点射出磁场.此时速度方向与x 轴正方向的夹角为60°。
下列说法中正确的是( )A .电子在磁场中运动的半径为LB .电子在磁场中运动的时间为023L v πC .电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为3,22L L ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭D .电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为()02L -,5.如图所示,水平线上方有方向垂直纸面向里、范围足够大的匀强磁场区域。
人教版初中高中物理选修二第一章《安培力与洛伦兹力》经典题(含答案解析)
一、选择题1.已知通电长直导线产生的磁场中某点的磁感应强度与电流强度I成正比,与该点到直导线的距离r成反比。
现有三根平行的通电长直导线A、C、O,其中A、C导线中的电流大小为I1,O导线中的电流大小为I2。
与导线垂直的截面内的B点与A、C组成等腰直角三角形,O处在AC的中点,电流方向如图,此时B处的磁感应强度为零,则下列说法正确的是()A.2I1=I2B.2I1=I2C.A导线所受的磁场力向左D.若移走O导线,则B处的磁场将沿BO方向2.一条形磁铁放在水平桌面上,它的上方靠近S极一侧吊挂一根与它垂直的导体棒,图中只画出此棒的截面图,并标出此棒中的电流是流向纸内的,在通电的一瞬间可能产生的情况是()A.磁铁对桌面的压力不变B.磁铁对桌面的压力增大C.磁铁受到向右的摩擦力D.磁铁受到向左的摩擦力3.下列关于磁场的应用,正确的是()A.图甲是用来加速带电粒子的回旋加速器示意图,要使粒子获得的最大动能增大,可增大加速电场的电压UB.图乙是磁流体发电机示意图,由此可判断A极板是发电机的正极,B极板是发电机的负极C.图丙是速度选择器示意图,不考虑重力的带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是E vBD .图丁是磁电式电流表内部结构示意图,当有电流流过时,线圈在磁极间产生的匀强磁场中偏转4.如图所示,在平面直角坐标系中有一个垂直纸面向里的圆形匀强磁场,其边界过原点O 和y 轴上的点a (0,L )。
一质量为m 、电荷量为e 的电子从a 点以初速度v 0平行于x 轴正方向射入磁场,并从x 轴上的b 点射出磁场.此时速度方向与x 轴正方向的夹角为60°。
下列说法中正确的是( )A .电子在磁场中运动的半径为LB .电子在磁场中运动的时间为023L v π C .电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为3,22L L ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭D .电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为()02L -,5.在同一匀强磁场中,α粒子(42He )和质子(11H )做匀速圆周运动,若它们的质量和速度的乘积大小相等,则α粒子和质子( )A .运动半径之比是2∶1B .运动周期之比是2∶1C .运动速度大小之比是4∶1D .受到的洛伦兹力之比是2∶16.一个各边电阻相同、边长均为L 的正六边形金属框abcdef 放置在磁感应强度大小为B 、方向垂直金属框所在平面向外的匀强磁场中。
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安培力作用下导体的运动图3551.两个相同的轻质铝环能在一个光滑的绝缘圆柱体上自由移动,设大小不同的电流按如图355所示的方向通入两铝环,则两环的运动情况是 ( ) A .都绕圆柱体转动B .彼此相向运动,且具有大小相等的加速度C .彼此相向运动,电流大的加速度大D .彼此背向运动,电流大的加速度大 答案 B安培力作用下导体的平衡图3562.如图356所示,用两根轻细金属丝将质量为m 、长为l 的金属棒ab 悬挂在c 、d 两处,置于匀强磁场内.当棒中通以从a 到b 的电流I 后,两悬线偏离竖直方向θ角而处于平衡状态.为了使棒平衡在该位置上,所需的磁场的最小磁感应强度的大小、方向为( ) A.mgIl tan θ,竖直向上B.mgIltan θ,竖直向下 C.mgIl sin θ,平行悬线向下 D.mgIlsin θ,平行悬线向上答案 D解析 要求所加磁场的磁感应强度最小,应使棒平衡时所受的安培力有最小值.由于棒的重力恒定,悬线拉力的方向不变,由画出的力的三角形可知,安培力的最小值为F min =mg sin θ,即IlB min =mg sin θ,得B min =mgIlsin θ,方向应平行于悬线向上.故选D.安培力和牛顿第二定律的结合图3573.澳大利亚国立大学制成了能把2.2 g 的弹体(包括金属杆EF 的质量)加速到10 km /s 的电磁炮(常规炮弹的速度约为2 km/s).如图357所示,若轨道宽为2 m ,长为100 m ,通过的电流为10 A ,试求轨道间所加匀强磁场的磁感应强度 (轨道摩擦不计) 答案 55 T解析 由运动学公式求出加速度a ,由牛顿第二定律和安培力公式联立求出B . 根据2ax =v 2t -v 20得炮弹的加速度大小为a =v 2t2x =(10×103)22×100m /s 2=5×105 m/s 2. 根据牛顿第二定律F =ma 得炮弹所受的安培力F =ma =2.2×10-3×5×105 N =1.1×103 N , 而F =BIL ,所以B =F IL =1.1×10310×2T =55 T.(时间:60分钟)题组一 安培力作用下导体的运动图3581.把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来,使它的下端刚好跟杯里的水银面相接触,并使它组成如图388所示的电路图.当开关S 接通后,将看到的现象是( ) A .弹簧向上收缩 B .弹簧被拉长 C .弹簧上下跳动 D .弹簧仍静止不动 答案 C解析 因为通电后,线圈中每一圈之间的电流是同向的,互相吸引,线圈就缩短,电路就断开了,一断开没电流了,线圈就又掉下来接通电路……如此通断通断,就上下跳动.图3592.通有电流的导线L1、L2处在同一平面(纸面)内,L1是固定的,L2可绕垂直纸面的固定转轴O转动(O为L2的中心),各自的电流方向如图359所示.下列哪种情况将会发生() A.因L2不受磁场力的作用,故L2不动B.因L2上、下两部分所受的磁场力平衡,故L2不动C.L2绕轴O按顺时针方向转动D.L2绕轴O按逆时针方向转动答案 D解析由右手螺旋定则可知导线L1的上方的磁场的方向为垂直纸面向外,且离导线L1的距离越远的地方,磁场越弱,导线L2上的每一小部分受到的安培力方向水平向右,由于O点的下方磁场较强,则安培力较大,因此L2绕轴O按逆时针方向转动,D选项对.3.图3510(2013·贵州五校联考)一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方,如图3510所示,如果直导线可以自由地运动且通以方向为由a到b的电流,则导线ab受磁场力方向后的运动情况为()A.从上向下看顺时针转动并靠近螺线管B.从上向下看顺时针转动并远离螺线管C.从上向下看逆时针转动并远离螺线管D.从上向下看逆时针转动并靠近螺线管答案 D解析本题考查安培定则以及左手定则,意在考查学生对安培定则以及左手定则的应用的理解,先由安培定则判断通电螺线管的南北两极,找出导线左右两端磁感应强度的方向,并用左手定则判断这两端受到的安培力的方向,如图(a)所示.可以判断导线受磁场力后从上向下看按逆时针方向转动,再分析此时导线位置的磁场方向,再次用左手定则判断导线受磁场力的方向,如图(b)所示,导线还要靠近螺线管,所以D正确,A、B、C错误.图(a)图(b)图35114.一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置,且两个线圈的圆心重合,当两线圈通以如图3511所示的电流时,从左向右看,则线圈L1将()A.不动B.顺时针转动C.逆时针转动D.向纸面内平动答案 B解析法一利用结论法.环形电流L1、L2之间不平行,则必有相对转动,直到两环形电流同向平行为止,据此可得L1的转动方向应是:从左向右看线圈L1顺时针转动.法二等效分析法.把线圈L1等效为小磁针,该小磁针刚好处于环形电流I2的中心,通电后,小磁针的N极应指向该点环形电流I2的磁场方向,由安培定则知I2产生的磁场方向在其中心竖直向上,而L1等效成小磁针后转动前,N极应指向纸里,因此应由向纸里转为向上,所以从左向右看,线圈L1顺时针转动.法三直线电流元法.把线圈L1沿转动轴分成上下两部分,每一部分又可以看成无数直线电流元,电流元处在L2产生的磁场中,据安培定则可知各电流元所在处磁场方向向上,据左手定则可得,上部电流元所受安培力均指向纸外,下部电流元所受安培力均指向纸里,因此从左向右看线圈L1顺时针转动.故正确答案为B.题组二通电导线在磁场中的平衡图35125.如图3512所示条形磁铁放在水平面上,在它的上方偏右处有一根固定的垂直纸面的直导线,当直导线中通以图示方向的电流时,磁铁仍保持静止.下列结论正确的是()A.磁铁对水平面的压力减小B.磁铁对水平面的压力增大C.磁铁对水平面施加向左的静摩擦力D.磁铁所受的合外力增加答案BC图35136.质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的导轨上,导轨的宽度为d,杆ab与导轨间的动摩擦因数为μ.有电流时,ab恰好在导轨上静止,如图3513所示.图中的四个侧视图中,标出了四种可能的匀强磁场方向,其中杆ab与导轨之间的摩擦力可能为零的图是()答案AB解析选项A中,通电细杆可能受重力、安培力、导轨的弹力作用处于静止状态,如图所示,所以杆与导轨间的摩擦力可能为零.当安培力变大或变小时,细杆有上滑或下滑的趋势,于是有静摩擦力产生.选项B中,通电细杆可能受重力、安培力作用处于静止状态,如图所示,所以杆与导轨间的摩擦力可能为零.当安培力减小时,细杆受到导轨的弹力和沿导轨向上的静摩擦力,也可能处于静止状态.选项C和D中,通电细杆受重力、安培力、导轨弹力作用具有下滑趋势,故一定受到沿导轨向上的静摩擦力,如图所示,所以杆与导轨间的摩擦力一定不为零.图35147.如图3514所示,金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂,处于竖直向上的匀强磁场中,棒中通以由M向N的电流,平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ,如果仅改变下列某一个条件,θ角的相应变化情况是()A.棒中的电流变大,θ角变大B.两悬线等长变短,θ角变小C .金属棒质量变大,θ角变大D.磁感应强度变大,θ角变小答案 A图35158.如图3515所示,挂在天平底部的矩形线圈abcd的一部分悬在匀强磁场中,当给矩形线圈通入如图所示的电流I时,调节两盘中的砝码,使天平平衡.然后使电流I反向,这时要在天平的左盘上加质量为2×10-2 kg的砝码,才能使天平重新平衡.求磁场对bc边作用力的大小.若已知矩形线圈共10匝,通入的电流I =0.1 A ,bc 边长度为10 cm ,求该磁场的磁感应强度.(g 取10 m/s 2) 答案 0.1 N 1 T解析 根据F =BIL 可知,电流反向前后,磁场对bc 边的作用力大小相等,设为F ,但由左手定则可知它们的方向是相反的.电流反向前,磁场对bc 边的作用力向上,电流反向后,磁场对bc 边的作用力向下.因而有2F =2×10-2×10 N =0.2 N ,所以F =0.1 N ,即磁场对bc 边的作用力大小是0.1 N .因为磁场对电流的作用力F =NBIL ,故B =F NIL =0.110×0.1×0.1T =1 T.图35169.如图3516所示,在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4 m ,质量为6×10-2 kg 的通电直导线,电流I =1 A ,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0.4 T ,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10 m/s 2) 答案 5 s解析 导线恰要离开斜面时受力情况如图. 由平衡条件,得:F =mg /tan 30°.① 而F =BIl .② B =0.4t ③代入数据解①②③即得: t =5 s.图351710.如图3517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R0=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)通过导体棒的电流;(2)导体棒受到的安培力大小;(3)导体棒受到的摩擦力大小.答案(1)1.5 A(2)0.30 N(3)0.06 N解析(1)根据闭合电路欧姆定律I=ER0+r=1.5 A.(2)导体棒受到的安培力F安=BIL=0.30 N.(3)导体棒受力如图,将重力正交分解F1=mg sin 37°=0.24 N,F1<F安,根据平衡条件,mg sin 37°+F f=F安,解得F f=0.06 N.图351811.如图3518所示,水平放置的两导轨P、Q间的距离L=0.5 m,垂直于导轨平面的竖直向上的匀强磁场的磁感应强度B=2 T,垂直于导轨放置的ab棒的质量m=1 kg,系在ab棒中点的水平绳跨过定滑轮与重量G=3 N的物块相连.已知ab棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.2,电源的电动势E=10 V、内阻r=0.1 Ω,导轨的电阻及ab棒的电阻均不计.要想ab 棒处于静止状态,R应在哪个范围内取值?(g取10 m/s2)答案见解析解析 依据物体的平衡条件可得, ab 棒恰不右滑时: G -μmg -BI 1L =0ab 棒恰不左滑时:G +μmg -BI 2L =0 依据闭合电路欧姆定律可得: E =I 1(R 1+r ) E =I 2(R 2+r )由以上各式代入数据可解得:R 1=9.9 Ω,R 2=1.9 Ω 所以R 的取值范围为: 1.9 Ω≤R ≤9.9 Ω.题组三 安培力与牛顿运动定律的综合应用图351912.如图3519所示,在同一水平面的两导轨相互平行,并处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为0.2 T ,一根质量为0.6 kg ,有效长度为2 m 的金属棒放在导轨上,当金属棒中的电流为5 A 时,金属棒做匀速直线运动;当金属棒中的电流突然增大为8 A 时,求金属棒能获得的加速度的大小. 答案 2 m/s 2解析 当金属棒中的电流为5 A 时,金属棒做匀速运动,有I 1BL =f ① 当金属棒中的电流为8 A 时,金属棒能获得的加速度为a ,则 I 2BL -f =ma ②联立①②解得a =BL (I 2-I 1)m=2 m/s 2图352013.据报道,最近已研制出一种可投入使用的电磁轨道炮,其原理如图3520所示.炮弹(可视为长方形导体)置于两固定的平行导轨之间,并与轨道壁密接.开始时炮弹在导轨的一端,通以电流后炮弹会被磁力加速,最后从位于导轨另一端的出口高速射出.设两导轨之间的距。