磁感应强度 安培力练习
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。
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。
高二物理安培力 磁感应强度·典型例题解析
安培力磁感应强度·典型例题解析【例1】下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是[ ] A.通电导线受安培力大的地方磁感应强度一定大B.磁感线的指向就是磁感应强度减小的方向C.放在匀强磁场中各处的通电导线,受力大小和方向处处相同D.磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关解答:正确的应选D.点拨:磁场中某点的磁感应强度的大小和方向由磁场本身决定,磁感应强度的大小可由磁感线的疏密来反映.安培力的大小不仅与B、I、L有关,还与导体的放法有关.【例2】如图16-14所示,其中A、B图已知电流和其所受磁场力的方向,试在图中标出磁场方向.C、D、E图已知磁场和它对电流作用力的方向,试在图中标出电流方向或电源的正负极.[ ]解答: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;E图a端为电源负极.点拨:根据左手定则,电流在磁场中受力的方向既要与磁感线垂直,还要与导线中的电流方向垂直,且垂直于磁感线与电流所决定的平面.【例3】画出图16-15中导线棒ab所受的磁场力方向.点拨:画出正视图后,再用左手定则判定.【例4】在水平匀强磁场中,用两根相同的细绳水平悬挂粗细均匀的直导线MN,导线中通以从M到N的电流I,此时绳子受力都是F,为使F=0,可采用下列方法中的[ ] A.把电流强度增大到某一值B.把电流强度减小到某一值C.使电流I反向D.使磁场B反向点拨:用左手定则判定出磁场力方向,再根据平衡知识解决.参考答案:A跟踪反馈1.下列等式中正确的是:[ ] A.1T=1Wb/m2B.1T=1kg/(A·s2)C.1T=1kg·m2/(A·s2)D.1T=1N/(A·m)2.磁场中某点的磁感线如图16-17所示,下列结论中正确的是[ ] A.磁感应强度B a>B bB.磁感应强度B a<B bC.同一通电导线放在a处时受的磁场力一定比放在b处时大D.同一通电导线放在a处时受的磁场力一定比放在b处时小3.有一段直导线长1cm,通以5A电流,把它置于磁场中的某点时,受到的磁场力为0.1N,则该点的磁感应强度B可能值为[ ] A.1TB.5TC.2TD.2.5T4.关于匀强磁场,下列说法中错误的是[ ] A.各处的磁感线疏密程度相同B.一小段通电导线在各处受力相同C.通电导线处于其中时,一定受磁场力的作用D.各处的磁感线是互相平行的参考答案1.ABD 2.B 3.BCD 4.BC。
物理中的磁场与电磁波练习题
物理中的磁场与电磁波练习题在我们的日常生活和现代科技中,磁场与电磁波无处不在,发挥着极其重要的作用。
从手机通信到医疗诊断,从电力传输到太空探索,磁场与电磁波的知识贯穿其中。
为了更好地理解和掌握这部分内容,让我们一起来看看一些相关的练习题。
一、磁场相关练习题1、一根长为 L 的直导线,通有电流 I,放在磁感应强度为 B 的匀强磁场中,且导线与磁场方向垂直。
求导线所受的安培力大小。
这道题考查的是安培力的计算公式 F = BIL。
因为导线与磁场方向垂直,所以直接代入公式即可得出答案。
2、一个矩形线圈,面积为 S,匝数为 N,放在磁感应强度为 B 的匀强磁场中,以角速度ω 匀速转动。
求线圈中产生的感应电动势的最大值。
这道题需要用到法拉第电磁感应定律。
感应电动势的最大值为 E =NBSω。
3、如图所示,在匀强磁场中有一个闭合的金属圆环,磁场方向垂直于圆环平面。
当磁场的磁感应强度 B 随时间 t 均匀增大时,分析圆环中感应电流的方向。
对于这道题,我们要根据楞次定律来判断。
由于磁场均匀增大,穿过圆环的磁通量增加,所以感应电流产生的磁场要阻碍磁通量的增加,从而得出感应电流的方向。
二、电磁波相关练习题1、电磁波在真空中的传播速度是多少?其频率为 f 的电磁波,波长λ 是多少?电磁波在真空中的传播速度约为 3×10^8 m/s。
根据公式 c =λf(其中 c 为光速),可以得出波长λ = c / f 。
2、以下哪种波属于电磁波?A 声波 B 光波 C 水波 D 地震波光波属于电磁波,而声波、水波和地震波都不是电磁波。
3、某电磁波的频率为 5×10^6 Hz,求其周期是多少?根据周期 T = 1 / f ,可算出该电磁波的周期。
三、综合练习题1、如图所示,空间存在着垂直纸面向里的匀强磁场,一带正电粒子(不计重力)从 O 点以速度 v 射入磁场,经过时间 t 从 A 点射出磁场。
若粒子速度变为 2v,求粒子在磁场中运动的时间。
安培力 磁感应强度补充练习.
安培力 磁感应强度补充练习一、题型与方法:【例1】垂直磁场方向放入匀强磁场的通电导线长L=1cm ,电流强度I=10A ,若它所受的磁场力F=0.05N ,求(1)该磁场的磁感应强度B 是多少?(2)若导线平行磁场方向放置,磁感应强度B 又是多少?【例2】如图所示,通直流电的螺线管内有点a ,管外有b ,c 两点,则关于a ,b ,c 三点磁感应强度大小的说法正确的是A 、b 点离磁极最近,磁性最强, Bb >Bc >BaB 、a 、b 、c 三点在同一条磁感线上, Bb=Bc=BaC 、a 点在螺线管内部,磁感线最密, Ba >Bb >BcD 、因通电方向不明,无法判断各点磁感应强度大小【例3】如图所示,悬挂的线圈与条形磁铁位于同一平面内,当线圈中通入逆时针方向电流的瞬间,线圈将A 、左边向里、右边向外,同时向磁铁靠近B 、左边向外、右边向里,同时远离磁铁C 、左边向外、右边向里,同时向磁铁靠近D 、向磁铁靠近,但不转动【例4】如图所示,条形磁铁(左端为N 极)放在水平桌面上,在其中央的正上方固定一根水平长直导线,导线与磁铁垂直,给导线通以垂直纸面向外的电流的瞬间,磁铁对桌面的压力 (填“增大”、“减小”、“不变”),桌面对磁铁的摩擦力 零(填“等于”、 “不等于”)[变]此题中如果水平长直导线不在条形磁铁(左端为N 极)中央的正上方,而是偏左一些,情况又是怎样?想想看。
SN 右左S N S N I【例5】如图所示,一根质量为m 、长为L 的细铜棒MN 用两等长的细线水平地悬吊在磁感应强度为B 的匀强磁场中,磁场方向垂直于纸面向里,当细线的张力为零时,棒中的电流什么方向?大小是多少?如果将电流反向,大小不变,则细线的张力是多大?如果将磁场反向呢?[变]如果电流大小不变,将磁场方向变化竖直向上,则细线的张力又是多大?细线与竖直方向的夹角是多大?【例6】倾角为θ=30°的光滑导体滑轨A 和B ,电阻不计,上端接入一电动势E=1.5V 、内阻r=0.4Ω的电源,滑轨间距为L=10厘米,将一个质量为m=30g ,电阻R=0.1Ω的金属棒水平放置在滑轨上,若滑轨周围存在着垂直于滑轨平面的匀强磁场,当闭合开关S 后,金属棒刚好静止在滑轨上,如图所示,求滑轨周围空间的磁场方向和磁感应强度的大小是多少? [变]如果磁场方向沿竖直方向呢?M B × × × × × × × ×× × × ×N二、对应练习:1、标出下列各图中通电导线所受的安培力方向2、已知磁场方向和安培力方向,试标出图中电流的方向3、下图表示通电导线在磁场内受磁场力作用时,磁场力F 、电流I 、磁感应强度B 三者方向间的关系,其中正确的是 ( )( A ) ( B ) ( C ) ( D)4、在赤道上空,水平放置一根通以由西向东电流的直导线,此导线受到地磁场的安培力方向为A 、竖直向上B 、竖直向下C 、由南向北D 、由西向东5、如图所示,直线电流对通电矩形线圈作用的合力方向为A 、向右B 、向左C 、向上D 、向下6、如图所示,一根长直导线穿过载有恒定电流的金属圆环的中心且垂直于环的平面,导线和环中的电流方向如图所示,则环受到的磁场力的合力为A 、沿环半径向外B 、沿环半径向内C 、水平向左D 、等于零[变]:(1)如果将通电直导线换成条形磁铁呢?(2)如果将通电直导线不通过金属圆环的中心呢?7、如图所示,可以自由移动的通电导线AB 在蹄形磁铁的作用下将如何运动?BIFI FIBIFB FIFBIN· · ·· · · · · · F B F B N S F ABII2S8、两根导线相互垂直,但相隔一个小的距离,其中AB 是固定的,另一条CD 可以自由活动,如图所示.当直流电按图中所示方向通入两条导线时,导线CD 将A 、顺时针方向转动,同时靠近导线AB B 、逆时针方向转动,同时离开导线ABC 、顺时针方向转动,同时离开导线ABD 、逆时针方向转动,同时靠近导线AB9、如图所示,环形线圈ABCD 的两个曲边AD 和BC 是以固定通电直导线为圆心的同一个平面上的两段圆心角相同的圆弧,线圈中通以如图所示的电流后,线圈将如何运动?10、如图所示,开关合上的瞬间,通电线圈将A 、径向收缩B 、径向扩张C 、纵向收缩D 、纵向伸长11、质量为0.5Kg 的金属杆在相距1m 的水平轨道上与轨道垂直放置,匀强磁场B 垂直轨道平面竖直向上,金属杆与轨道间动摩擦因数为0.2,当杆通以4A 电流时,杆恰能沿轨道做匀速运动,试求匀强磁场的B 大小。
安培力、磁感应强度基础练习
安培力、磁感应强度基础练习1.关于磁感应强度和磁感线,下列说法中错误的是 ( )A .磁感线上某点的切线方向就是该点的磁感应强度的方向B .磁感线的疏密表示磁感应强度的大小C .匀强磁场的磁感线间距相等、相互平行D .磁感应强度是只有大小、没有方向的标量2.根据磁感应强度的定义式B =ILF ,下列说法中正确的是 ( ) A .在磁场中某确定位置,B 与F 成正比,与I 、L 的乘积成反比B .一小段通电直导线在空间某处受磁场力F=0,那么该处的B 一定为零C .磁场中某处的B 的方向跟电流在该处受磁场力F 的方向相同D .一小段通电直导线放在B 为零的位置,那么它受到磁场力F 也一定为零3.如图所示,有一根直导线上通以恒定电流I ,方向垂直指向纸内,且和匀强磁场B 垂直,则在图中圆周上,磁感应强度数值最大的点是 ( )A .a 点B .b 点C .c 点D .d 点4、如图中四个图所示是磁场对直线电流的作用,其中不正确 ( )5.在赤道上空,水平放置一根通以由西向东的电流的直导线,则此导线 ( )A .受到竖直向上的安培力B .受到竖直向下的安培力C .受到由南向北的安培力D .受到由西向东的安培力6.一根用导线绕制的螺线管,水平放置,在通电的瞬间,可能发生的情况是( )A .伸长B .缩短C .弯曲D .转动7、如图一根通有电流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,适当增大BD.使电流I反向,适当减小B8.在匀强磁场中,有一段5cm的导线和磁场垂直.当导线通过的电流是lA时,受磁场的作用力是0.1N,那么磁感应强度B= T;现将导线长度增大为原来的3倍,通过电流减小为原来的一半,那么磁感应强度B= T,导线受到的安培力F= N.9.在B=2T的匀强磁场中放一根与磁场方向垂直、长度是0.8m的通电直导线,导线沿磁场力方向移动了0.5m,若导线中电流强度为5A,那么磁场力对通电导线所做的功是 J.10.在磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中,一段长为0.5m的通电导体在外力作用下做匀速直线运动,设通过导体的电流强度为4A,运动速度是0.6m/s,电流方向、速度方向、磁场方向两两相互垂直,则移动这段导线所需要的功率是 W.11.质量为0.5 kg的金属杆在相距1 m的水平轨道上与轨道垂直放置,如图所示,匀强磁场B垂直轨道平面,金属杆与轨道间动摩擦因数为0.2,当杆通过的电流强度为4A时,杆恰能沿轨道做匀速运动。
安培力的典型例题
安培力的典型例题1.安培力:通电导线在磁场中受到的作用力叫做安培力.2.安培力的计算公式:F=BILsinθ(θ是I与B的夹角);3.安培力公式的适用条件:公式F=BIL一般适用于匀强磁场中I⊥B的情况,对于非匀强磁场只是近似适用(如对电流元),但对某些特殊情况仍适用.二、左手定则1.内容2.安培力F的方向既与磁场方向垂直,又与通电导线垂直,即F跟BI所在的面垂直.但B与I的方向不一定垂直.3.安培力F、磁感应强度B、电流1三者的关系①已知I,B的方向,可惟一确定F的方向;②已知F、B的方向,且导线的位置确定时,可惟一确定I的方向;③已知F,1的方向时,磁感应强度B的方向不能惟一确定.4.由于B,I,F的方向关系常是在三维的立体空间,所以求解本部分问题时,应具有较好的空间想象力,要善于把立体图画变成易于分析的平面图,即画成俯视图,剖视图,侧视图等.【例1】质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的平行导轨上,导轨宽度为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,如图10—19所示是沿ba 方向观察时的四个平面图,标出了四种不同的匀强磁场方向,其中杆与导轨间摩擦力可能为零的是()答案:AB2、安培力作用下物体的运动方向的判断(1)电流元法:(2)特殊位置法:(3)等效法:(4)利用结论法:①两电流相互平行时无转动趋势,同向电流相互吸引,反向电流相互排斥;②两电流不平行时,有转动到相互平行且电流方向相同的趋势.(5)转换研究对象法I1I2填空题2 图3-4-10 【例2】如图所示,电源电动势E =2V ,r =0.5Ω,竖直导轨电阻可略,金属棒的质量m =0.1kg ,R=0.5Ω,它与导体轨道的动摩擦因数μ=0.4,有效长度为0.2 m,靠在导轨的外面,为使金属棒不下滑,我们施一与纸面夹角为600且与导线垂直向外的磁场,(g=10m/s 2)求:(1)此磁场是斜向上还是斜向下?(2)B 的范围是多少?答案:2.34 T -- 3. 75 T练习题题型分类:一、安培力大小和方向基础考察1.关于通电导线在磁场中所受的安培力,下列说法正确的是 ( )A.安培力的方向就是该处的磁场方向B.安培力的方向一定垂直于磁感线和通电导线所在的平面C.若通电导线所受的安培力为零.则该处的磁感应强度为零D.对给定的通电导线在磁场中某处各种取向中,以导线垂直于磁场时所受的安培力最大2. 一段通电的直导线平行于匀强磁场放入磁场中,如图所示导线上电流由左向右流过.当导线以左端点为轴在竖直平面内转过900的过程中,导线所受的安培力 ( )A .大小不变,方向也不变B .大小由零渐增大,方向随时改变C .大小由零渐增大,方向不变D .大小由最大渐减小到零,方向不变二.有效长度的考察3.如图3-4-10所示,长为L 的导线AB 放在相互平行的金属导轨上,导轨宽度为d ,通过的电流为I ,垂直于纸面的匀强磁场的磁感应强度为B ,则AB所受的磁场力的大小为【 】A .BILB .BIdcos θC .BId/sin θD .BIdsin θ填空2.如图所示,在垂直纸 面向里的匀强磁场中,有一段弯成直角的金属导线abc ,且ab=bc=L 0,通有电流I ,磁场的磁感应强度为B ,若要使该导线静止不动,在b 点应该施加一个力F 0,则F 0的方向为________;B 的大小为________.三.自由通电导线在磁场中的运动 一、选择题:1. 如图,水平直导线ab 上方和下方各放有一静止的小磁针P 和Q 。
磁场安培力练习题
一:磁感应强度和磁感线1.根据定义式FBIL,下列说法正确的是 ( )A.B的大小与F成正比,与L,I成反比B.B的方向由F的方向所决定C.处在磁场中的通电导线L,在任何情况下所受磁场力F与L,I之比都恒定,且不为零D.只有当B与L垂直时,定义式才有意义2.某地地磁场的磁感应强度的水平分量是3.0×lO-5T,竖直分量是4.0×10-5T,则地磁场磁感应强度的大小B= ,B与水平方向的夹角为。
3.关于磁感线,以下说法中正确的是 ( )A.磁感线是一系列不相交的闭合曲线B.磁感线是客观存在的线,可以用实验证明它的存在C.磁感线总是从磁体N极出发终止于磁体的S极D.磁感线可以直观形象地反映出磁场的方向和强弱4.如下图,在通电螺线管中放有两个小磁针,当小磁针静止时,N极指向正确的是( )a b c d B O O'I I c II5.如右图所示,在A 点的东、西、南、北方向相同距离处,各有一无限长直线电流,电流大小相同,方向如图,则A 点的磁场方向为 ( ) A.正北方 B.东南方 C.正东方 D.正南方6.在下图所示的磁场中,与磁场方向垂直放置的一个含有铁芯的小螺线管,当螺线管通电时,它的P 端向纸里运动,Q 端向纸外运动,试标出螺线管的电流方向。
二:安培力7.如右图,A 是一个通以逆时针方向电流的通电圆环,MN 是一段直导线,它水平地放在环中并与环共面。
当有电流J 从N 流向M 时,MN 所受的安培力的方向是 ( ) A.沿纸面向上 B.沿纸面向下 C.垂直于纸面向外 D.垂直于纸面向内8.如右图所示,在用软线悬挂的圆形线圈近旁有一水平放置的条形磁铁,线圈平面与磁铁的中轴线重合,当线圈通以顺时针方向的电流后 ( ) A.线圈向左摆动靠近磁铁 B.线圈向右摆动远离磁铁C.从上往下看,线圈顺时针转动,同时靠近磁铁D.从上往下看,线圈逆时针转动,同时靠近磁铁9:一矩形通电线框abcd ,可绕其中心轴OO’转动,它处在与OO’ 垂直的匀强磁场中,如图。
磁感应强度与安培力-典型例题
1已知长直线电流产生的磁场中某点的磁感应强度满足 B =K I r(其中 K 为比例系数, I 为电流强度, r 为该点到直导线的距离)如图所示,同一平面内有两根互相平行的长直导线甲和乙,通有大小均为 I 且方向相反的电流,a 、O 两点与两导线共面,且a 点到甲的距离、甲到O 点的距离及O 点到乙的距离均相等。
现测得O 点磁感应强度的大小为 B 0=3T ,则a 点的磁感应强度大小为( )。
A. 1TB. 43T C. 32T D. 2T例2如图所示,完全相同的甲、乙两个环形电流同轴平行放置,甲的圆心为 O 1 ,乙的圆心为 O 2 ,在两环圆心的连线上有a 、b 、c 三点,其中 aO 1=O 1b =bO 2=O 2c ,此时a 点的磁感应强度大小为 B 1 ,b 点的磁感应强度大小为 B 2 。
当把环形电流乙撤去后,c 点的磁感应强度大小为( )。
A. B 2−B 1B.磁感应强度与安培力-典型例题C.D.3如图所示,在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中,两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置,两者之间的距离为l。
在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时,纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零。
如果让P中的电流反向,其他条件不变,则a点处磁感应强度的大小为()。
A.0B0B.√33B0C.2√33D.2B0例4已知电流强度为I的通电直导线在距离为r的地方产生的磁感应强度大小为B=k l,rk为常数。
如图所示,三根通有电流大小相等的长直导线垂直正方向abcd所在平面,且分别位于a、c、d三个顶点。
处导线中的电流方向与c处导线的电流方向相反。
已知a处导线在b处产生的磁感应强度大小为B,则b点的磁感应强度大小为()。
A.2√10B5B.√10B2BC.2√55BD.√555如图所示,O为圆心,KN和LM是半径分别为ON、OM的同心圆弧,在O处垂直纸面有一载流直导线,电流方向垂直纸面向外,用一根导线围成如图KLMN所示的回路,当回路中沿图示方向通过电流时(电源未在图中画出),此时回路()。
安培力例题
图中A 为磁铁,C为胶木秤盘,A 和C (包括支架)的总质量为M ,B 为铁片,质量为m ,整个装置用轻绳悬挂于O 点,当电磁铁通电时,铁片被吸引上升的过程中,轻绳上拉力F 的大小为A 、F =MgB 、Mg <F <(M +m )gC 、F =(M +m )gD 、F >(M +m )g【例1】:思考讨论:⑴如图所示,垂直折线abc 中通入电流I,ab =bc =L,折线所在平面与匀强磁场磁感应强度B垂直,abc 所受安培力为多大?⑵如图所示半径为R的半圆形通电导线和闭合通电导线框呢?答案:⑴2BIL ⑵2BIR 0I Lab B【例2】:两条直导线互相垂直,如图所示,但相隔一个小距离,其中一条AB是固定的,另一条CD能自由转动,当直流电流按图所示方向通入两条导线时,CD导线将A.顺时针方向转动,同时靠近导线ABB.顺时针方向转动,同时离开导线ABC.逆时针方向转动,同时离开导线AB D.逆时针方向转动,同时靠近导线AB解析:CD 通电导线受AB 中电流产生的磁场的安培力作用而开始运动,如图所示.从上往下看,CD 导线左部分电流受安培力的方向是垂直纸面向里,右部分电流受安培力的方向是垂直纸面向外,因此CD 导线将逆时针转动.CD 导线逆时针转动后,其电流方向要与AB 导线中电流方向相同,CD 导线受安培力方向要指向AB ,所以D 正确.两个相同的圆形线圈能在一个光滑的圆柱上自由移动,设大小不同的电流按图示的方向通人线圈,则两线圈的运动情况是( )A .都绕圆柱转动B .彼此相向运动,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 .彼此相背运动,电流大的速度大【例3】:在倾角θ=30°的斜面上,固定一金属框,宽l =0.25m ,接入电动势E=12V 、内阻不计的电池,垂直框面放有一根质量m =0.2kg 的金属棒ab ,它与框架的动摩擦因数μ=63,整个装置放在磁感强度B =0.8T,垂直框面向上的匀强磁场中(如图).当调节滑动变阻器R 的阻值在什么范围内时,可使金属棒静止在框架上?(设最大摩擦力等于滑动摩擦力,框架与棒的电阻不计,g =10m/s 2 )解析:金属棒受到四个力作用:重力mg ,垂直框面向上的安培力F ,沿框面的摩擦力f ,金属棒静止在框架上时,摩擦力f 的方向可能沿框面向上,也可能向下,需分两种情况考虑.当变阻器R 取值较大时,I 较小,安培力F 较小,在金属棒重力分力mg sin θ作用下使棒有沿框架下滑趋势,框架对棒的摩擦力沿框面向上(图甲).金属棒刚好不下滑时满足平衡条件:0sin cos =-+θθμmg mg l REB得()Ω=-=8.4cos sin θμθmg BElR当变阻器R 取值较小时,I 较大,安培力F 较大,会使金属棒产生沿框面上滑趋势,因此,框架对棒的摩擦力沿框面向下(图乙),金属棒刚好不上滑时满足平衡条件:0sin cos =--θθμmg mg l RE B 得()Ω=+=5.1cos sin θμθmg BElR 所以R 的取值范围为1.5Ω≤R ≤4.8Ω 【例4】:如图所示,铜棒质量为m =0.1kg ,静放在相距L =8cm 的水平导轨上,两者之间的动摩擦因数μ=0.5.现在铜棒中通以I=5A 的电流,要使铜棒滑动,可在两导轨间加一个匀强磁场,求所加匀强磁场的磁感应强度B的最小值.(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)解析:要使棒能在导轨上滑动起来,所给的动力必须大于或等于棒受到的摩擦力,通常易出的错误是:题目中要求磁感应强度的最小值,只要使安培力等于棒受到的摩擦力就可以了.于是F B =F =μmg ,得所需加的磁感应强度的最小值Bmin =ILmg μ,出现这种错解的原因是固有的思维定势的影响,认为磁场方向一定是向上的,但题目中没有明确给出.设安培力的方向与水平面成θ角,如图所示,根据题意可得,在水平方向上F cos θ=F f甲乙F在竖直方向F N +F sin θ=mg 又因为F f =μF N由以上各式可得F=()ϕθμμθμθμ++=+sin 1sin cos 2mgmg上式中⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=μϕ1arctan ,当090=+ϕθ时,安培力最小,有F min =21μμ+mg又因为F min =B min IL ,所以B min =55212=+ILm gμμT对应的磁感应强度的方向与安培力的方向垂直斜向上.9.如图所示,光滑的平行导轨倾角为θ,处在磁感应强度为B 的匀强磁场中,导轨中接入电动势为E 、内阻为r 的直流电源,电路中有一阻值为R 的电阻,其余电阻不计.将质量为m 、长度为L 的导体棒由静止释放,求导体棒在释放时的瞬时加速度的大小.10.如图所示,水平放置的光滑平行金属导轨,相距为L ,导轨所在平面距地面高度为h ,导轨左端与电源相连,右端放有质量为m 的静止的金属棒,竖直向上的匀强磁场的磁感应强度为B .当电键闭合后,金属棒无转动的做平抛运动,落地点的水平距离为s .求:电路接通的瞬间,通过金属棒的电荷量为多少?距地面h 高处水平放置距离为L 的两条光滑金属导轨,跟导轨正交的水平方向的线路上依次有电动势为E 的电池,电容为C 的电容器及质量为m 的金属杆,如图所示,单刀双掷开关S 先接触头1,再扳过接触头2,由于空间有竖直向下的强度为B 的匀强磁场,使得金属杆水平向右飞出做平抛运动。
高二物理 专题08 磁感应强度 安培力暑假作业(含解析)
专题08 磁感应强度 安培力【知识回顾】一、磁感应强度(1)物理意义:描述磁场的强弱和方向.(2)大小:ILF B (通电导线垂直于磁场). (3)方向:小磁针静止时N 极的指向.(4)单位:特斯拉(T ).二、磁感线、通电导体周围磁场的分布1.磁感线:在磁场中画出一些有方向的曲线,使曲线上各点的切线方向跟这点的磁场方向一致.2.条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线分布(如图所示)3.电流的磁场4.(1)磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向.(2)磁感线的疏密定性地表示磁场的强弱,在磁感线较密的地方磁场较强;在磁感线较疏的地方磁场较弱.(3)磁感线是闭合曲线,没有起点和终点.在磁体外部,从N极指向S极;在磁体内部,由S极指向N极.(4)同一磁场的磁感线不中断、不相交、不相切.(5)磁感线是假想的曲线,客观上不存在.三、安培力、安培力的方向匀强磁场中的安培力1.安培力的大小(1)磁场和电流垂直时,F=BIL.(2)磁场和电流平行时:F=0.2.安培力的方向(1)用左手定则判定:伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内.让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流的方向,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向.(2)安培力的方向特点:F⊥B,F⊥I,即F垂直于B和I决定的平面.想一想【例题1】关于磁感线,以下说法中正确的是:()A.磁感线上各点的切线方向就是该点的磁感应强度方向B.磁感线是磁场中真实存在的曲线C.磁感线总是从磁体的N极发出终止于磁体的S极D.沿着磁感线方向,磁场越来越弱【例题2】如图,两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点,且与直面垂直,导线中通有大小相等、方向相反的电流.a、O、b在M、N的连线上,o为MN的中点,c、d位于MN 的中垂线上,且a、b、c、d到o点的距离均相等。
关于以上几点处的磁场,下列说法正确的是:()A.o点处的磁感应强度为零B.a、b两点处的磁感应强度大小相等,方向相反C.c、d两点处的磁感应强度大小相等,方向相同D.a、c两点处磁感应强度的方向不同【例题3】(多选)关于磁铁、电流间的相互作用,下列说法正确的是:()A.甲图中,电流不产生磁场,电流对小磁针力的作用是通过小磁针的磁场发生的B.乙图中,磁体对通电导线的力是通过磁体的磁场发生的C.丙图中电流间的相互作用是通过电荷的电场发生的D.丙图中电流间的相互作用是通过电流的磁场发生的【例题4】(多选)如图所示,在竖直向下的匀强磁场中,有两根竖直的平行导轨AB、CD,导轨上放有质量为m的金属棒MN,棒与导轨间的动摩擦因数为µ,现从t=0时刻起,给棒通以图示方向的电流,且电流与时间成正比,即I=kt,其中k为恒量。
磁场与安培力练习题
磁场与安培力练习题在物理学中,磁场与安培力是一个重要的概念和知识点。
为了更好地理解和掌握这部分内容,我们来通过一些练习题进行深入的探讨。
首先,让我们回顾一下磁场的基本概念。
磁场是一种由磁体或电流产生的物理场,它对处于其中的磁极或电流会产生力的作用。
而安培力则是指磁场对电流的作用力。
一、选择题1、一根通有电流的直导线放在匀强磁场中,所受安培力的方向一定()A 跟电流方向垂直,跟磁场方向垂直B 跟电流方向垂直,跟磁场方向平行C 跟电流方向平行,跟磁场方向垂直D 跟磁场方向相同答案:A解析:安培力的方向既垂直于电流方向,又垂直于磁场方向,所以A 选项正确。
2、关于安培力的大小,下列说法正确的是()A 安培力的大小跟电流成正比B 安培力的大小跟磁场强度成正比C 安培力的大小跟电流和磁场的夹角有关D 安培力的大小跟导线的长度成正比答案:C解析:安培力的大小 F =BILsinθ,其中 B 为磁场强度,I 为电流,L 为导线长度,θ 为电流与磁场的夹角。
所以安培力的大小与电流、磁场强度、导线长度以及电流和磁场的夹角都有关,C 选项正确。
3、如图所示,两根平行放置的长直导线 a 和 b 中通有大小相同、方向相反的电流,a 受到的磁场力大小为 F1,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 F2,则此时 b 受到的磁场力大小为()A F2B F1 F2C F1 + F2D 2F1 F2答案:A解析:两根平行放置的长直导线中通有大小相同、方向相反的电流时,它们之间相互作用力大小相等,方向相反。
当加入匀强磁场后,a 受到的磁场力大小发生变化,但 b 受到的磁场力大小仍与 a 变化后的磁场力大小相等,即 F2 ,A 选项正确。
二、填空题1、一根长为 02m 的直导线,通有 2A 的电流,放在磁感应强度为05T 的匀强磁场中,受到的安培力大小最大为____N。
答案:02解析:当电流方向与磁场方向垂直时,安培力最大,F = BIL =05×2×02 = 02 N 。
安培力基本习题含解答和答案
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B.顺时针方向转动,同时上升C.逆时针方向转动,同时下降D.逆时针方向转动,同时上升例2.在倾角θ=30°的斜面上,固定一金属框,宽l=0.25m,接入电动势ε=12V、内阻不计的电池.垂直框面放有一根质量m=0.2kg的金属框面向上的匀强磁场中(图1).当调节滑动变阻器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电阻不计,g=10m/s2.例3. 如图所示,倾角为的光滑斜面上,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是多少方向如何磁场一、选择题1.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B.磁感线可以形象地表现磁场的强弱与方向C.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排列出的曲线,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()A.向右飞行的正离子束B.向左飞行的正离子束C.向右飞行的负离子束D.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()4.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B.磁场中某点的磁感强度,根据公式B=F/I·l,它跟F,I,l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通量5.磁场中某点的磁感应强度的方向()A.放在该点的通电直导线所受的磁场力的方向B.放在该点的正检验电荷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D.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()A.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,则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D.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,()A.磁铁对桌面的压力减小、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C.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平面内,且磁铁的轴线经过线圈圆心,线圈将()A.转动同时靠近磁铁B.转动同时离开磁铁C.不转动,只靠近磁铁D.不转动,只离开磁铁9.通电矩形线圈平面垂直于匀强磁场的磁感线,则有()A.线圈所受安培力的合力为零B.线圈所受安培力以任一边为轴的力矩为零C.线圈所受安培力以任一对角线为轴的力矩不为零D.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10.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______特;当导线长度缩短一半时,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.11.如图5所示,abcd是一竖直的矩形导线框,线框面积为S,放在磁场中,ab边在水平面内且与磁场方向成60°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______.12.一矩形线圈面积S=10-2m2,它和匀强磁场方向之间的夹角θ1=30°,穿过线圈的磁通量Ф=1×103Wb,则磁场的磁感强度B______;若线圈以一条边为轴的转180°,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θ2=0°,则Ф=______.三、计算题13.如图6所示,ab,cd为两根相距2m的平行金属导轨,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/s2的加速度,求匀强磁场的磁感强度的大小;14.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,通过的电流强度为I,匀强磁场的磁感强度B的方向与导轨平面成θ角,求导轨受到AC棒的压力和摩擦力各为多大例1: C例2:解析:所以滑动变滑器R的取值范围应为1.5Ω≤R≤4.8Ω.例3:解析:导体棒受重力、支持力和安培力作用而平衡,由力学知识可知,当第三个力(安培力)F与垂直时,F有最小值,如图,即安培力方向平行于斜面向上,又因为当导体棒与磁感应强度垂直时,安培力最大,故本题所求最小磁感应强度,方向为垂直斜面向下.一、磁场、安培力练习题答案一、选择题1.AB 2.BC 3.D 4.D5.CD 6.D 7.A 8.A 9.AB二、填空题三、计算题13.1.2T 14.mg-BIlcosθ,BIlsinθ二、洛仑兹力练习题一、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电子1和2,其速度分别为v1和v2.如果v2=2v1,则1和2的轨道半径之比r 1:r2及周期之比T1:T2分别为()A.r1:r2=1:2,T1:T2=1:2B.r1:r2=1:2,T1:T2=1:1C.r1:r2=2:1,T1:T2=1:1D.r1:r2=1:1,T1:T2=2:12.如图2所示,ab是一弯管,其中心线是半径为R的一段圆弧,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B.只有质量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管C.只有动量(p=mv)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3.电子以初速V0垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中,则()A.磁场对电子的作用力始终不变B.磁场对电子的作用力始终不作功C.电子的动量始终不变D.电子的动能始终不变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()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(带电量不变).从图中可以确定()A.粒子从a到b,带正电B.粒子从b到a,带正电C.粒子从a到b,带负电D.粒子从b到a,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E1、E2和E3,忽略空气阻力,则()A.E1=E2=E3B.E1>E2=E3C.E1<E2=E3D.E1>E2>E37.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()A.a最大 B.b最大C.c最大 D.都相等8.一个带正电荷的微粒(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()A.增大电荷质量B.增大电荷电量C.减少入射速度D.增大磁感强度E.减小电场强度二、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圆周运动(图6),则这束离子必定有相同的______,相同的______.10.为使从炽热灯丝发射的电子(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______.11.一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______.12.一质量为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电流,则此环形电流的电流强度I=______.三、计算题13.一个电视显像管的电子束里电子的动能EK=12000eV.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=5.5×10-5T,试问(1)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=9.1×10-31kg,电量e=1.6×10-19C.14.如图7所示,一质量m、电量q带正电荷的小球静止在倾角30°、足够长的绝缘光滑斜面.顶端时对斜面压力恰为零.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洛仑兹力练习题答案一、选择题1.B 2.C 3.BD 4.C5.B 6.B 7.C 8.C二、填空题三、计算题单元练习题一、选择题1.安培的分子环流假设,可用来解释()A.两通电导体间有相互作用的原因B.通电线圈产生磁场的原因C.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()A.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C.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3.有电子、质子、氘核、氚核,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,则轨道半径最大的粒子是()A.氘核 B.氚核C.电子D.质子4.两个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、r2为这两个电子的运动轨道半径,T1、T2是它们的运动周期,则()A.r1=r2,T1≠T2B.r1≠r2,T1≠T2C.r1=r2,T1=T2D.r1≠r2,T1=T25.在垂直于纸面的匀强磁场中,有一原来静止的原子核.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()A.该核发生的是α衰变B.该核发生的是β衰变C.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6.如图3有一混合正离子束先后通过正交电场磁场区域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 B.质量C.电荷 D.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点沿曲线ACB运动,到达B点时速度为零,C点是运动的最低点,忽略重力,以下说法中正确的是()A.这离子必带正电荷B.A点和B点位于同一高度C.离子在C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,E方向应向下B.若离子带负电,E方向应向上C.若离子带正电,E方向应向上D.不管离子带何种电,E方向都向下9.一根通有电流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()A.适当增大电流,方向不变B.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D.使原电流反向,并适当减弱磁场10.如图7所示,一金属直杆MN两端接有导线,悬挂于线圈上方,MN与线圈轴线均处于竖直平面内,为使MN垂直纸面向外运动,可以()A.将a、c端接在电源正极,b、d端接在电源负极B.将b、d端接在电源正极,a、c端接在电源负极C.将a、d端接在电源正极,b、c端接在电源负极D.将a、c端接在交流电源的一端,b、d接在交流电源的另一端11.带电为+q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B.如果把+q改为-q,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D.粒子只受到洛仑兹力作用,其运动的动能、动量均不变12.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电流或运动电荷,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,两端形成磁极二、填空题13.一质子及一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电势差加速的,则旋转半径之比为______;(2)若两者以相同的动进入磁场中,则旋转半径之比为______;(3)若两者以相同的动能进入磁场中,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______.14.两块长5d,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、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______.15.如图9所示,M、N为水平位置的两块平行金属板,板间距离为d,两板间电沿水平方向从两板左端势差为U.当带电量为q、质量为m的正离子流以速度V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______,磁感应强度B=______.16.如图10所示,质量为m,带电量为+q的粒子,从两平行电极板正中央垂直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______.17.如图11所示,绝缘光滑的斜面倾角为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-q的小球A在斜面上作匀速圆周运动,则必须加一最小的场强为______的匀强电场.18.三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12,则可知它们的质量ma 、mb、mc大小次序为______,入射时的初动量大小次序为______.19.一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______,轨道半径为______.20.如图13在x轴的上方(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y=______.三、计算题21.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.(1)求离子进入磁场后到达屏S上时的位置与O点的距离.(2)如果离子进入磁场后经过时间t到达位置P,试证明:直线OP与离子入射方向之间的夹角θ跟t的关系是22.如图16所示,AB为一段光滑绝缘水平轨道,BCD为一段光滑的圆弧轨道,半径为R,今有一质量为m、带电为+q的绝缘小球,以速度v从A点向B点运动,后又沿弧BC做圆周运动,到C点后由于v较小,故难运动到最高点.如果当其运动至C点时,忽然在轨道区域加一匀强电场和匀强磁场,使其能运动到最高点此时轨道弹力为0,且贴着轨道做匀速圆周运动,求:(1)匀强电场的方向和强度;(2)磁场的方向和磁感应强度.单元练习题答案一、选择题1.CD 2.A 3.B 4.D 5.BD 6.AD7.ABC 8.AD 9.AC 10.ABD 11.B 12.BD二、填空题三、计算题21.(1)2mv/qB。
高中物理考题精选(50)——安培力 磁感应强度
高中物理考题精选(50)——安培力磁感应强度1、如图所示,电磁炮是由电源、金属轨道、炮弹和电磁铁组成。
当接通电源后,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。
下列各俯视图中磁场B方向正确的是()答案 B2、在倾角为θ的光滑斜面上,放置一通有电流I、长L、质量为m的导体棒,如图所示,试求:(1)要使棒静止在斜面上,外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值和方向.(2)要使棒静止在斜面上且对斜面无压力,外加匀强磁场磁感应强度B的大小和方向.答案3、每时每刻都有大量带电的宇宙射线向地球射来,幸好地球磁场可以有效地改变这些宇宙射线中大多数射线粒子的运动方向,使它们不能到达地面,这对地球上的生命有十分重要的意义。
假设有一个带正电的宇宙射线粒子垂直于地面向赤道射来(如图,地球由西向东转,虚线表示地球自转轴,上方为地理北极),在地球磁场的作用下,它将向什么方向偏转?( )A.向东 B.向南 C.向西 D.向北答案 A4、如图所示,条形磁铁平放于水平桌面上,在它的正中央上方固定一根直导线,导线与磁场垂直,现给导线中通以垂直于纸面向外的电流,则下列说法正确的是 ( ).A.磁铁对桌面的压力减小B.磁铁对桌面的压力增大C.磁铁对桌面的压力不变D.以上说法都不对答案 A5、光滑平行导轨水平放置,导轨左端通过开关S与内阻不计、电动势为E 的电源相连,一根质量为m的导体棒ab(电阻不可忽略),用长为l的绝缘细线悬挂,悬线竖直时导体棒恰好与导轨良好接触且细线处于张紧状态,如图所示,系统空间有匀强磁场.当闭合开关S时,导体棒向右摆起,摆到最大高度时,细线与竖直方向成θ角,则()A.磁场方向一定竖直向下B.磁场方向竖直向下时,磁感应强度最小C.导体棒离开导轨前通过电荷量为(1-cosθ)D.导体棒离开导轨前电源提供的电能等于mgl(1-cosθ)答案 B。
当开关S闭合时,导体棒向右摆起,说明其所受安培力水平向右或有水平向右的分量,但安培力若有竖直向上的分量,应小于导体棒所受重力,否则导体棒会向上跳起而不是向右摆,由左手定则可知,磁场方向斜向下或竖直向下都成立,A错;当满足导体棒“向右摆起”时,若磁场方向竖直向下,则安培力水平向右,在导体棒获得的水平冲量相同的条件下,所需安培力最小,因此磁感应强度也最小,B正确;设导体棒右摆初动能为E k,摆动过程中机械能守恒,有,导体棒的动能是电流做功而获得的,若回路电阻不计,则电流所做的功全部转化为导体棒的动能,此时有W=IEt=qE=E k,得,题设条件有电源内阻不计而没有“其他电阻不计”的相关表述,因此其他电阻不可忽略,那么电流的功就大于,通过的电量也就大于,C错,D错误。
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。
磁场对电流的作用(安培力)专题练习(有答案)
磁场对电流的作用(安培力)专题练习1、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5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受到安培力作用后的运动情况为( )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2、如图所示,一条形磁铁静止在固定斜面上,上端为N极,下端为S极,其一条磁感线如图所示,垂直于纸面方向有两根完全相同的固定导线,它们与磁铁两端的连线都与斜面垂直且长度相等(如图中虚线所示)。
开始两根导线未通电流,斜面对磁铁的弹力、摩擦力的大小分别为F N、F f,后来两根导线通图示方向大小相同的电流后,磁铁仍然静止,则与未通电时相比 ( )A.F N、F f均变大 B.F N不变,F f变小C.F N变大,F f不变 D.F N变小,F f不变3、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4、两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,如图6所示.当两线圈中通以图示方向的电流时,从左向右看,线圈L1将( )A.不动B.顺时针转动C.逆时针转动D.在纸面内平动5.如图所示,带负电的金属环绕轴OO′以角速度ω匀速旋转,在环左侧轴线上的小磁针最后静止时 ( )A.N极竖直向上B.N极竖直向下C.N极沿轴线向左D.N极沿轴线向右6、.欧姆最早是用小磁针测量电流的,他的具体做法是:在地磁场的作用下,小磁针处于水平静止状态,在其上方平行于小磁针放置一长直导线,当导线中通有电流时,小磁针会发生偏转,通过小磁针偏转的角度可测量导线中的电流。
高中物理2.2安培力与磁感应强度专项测试同步训练
高中物理2.2安培力与磁感应强度专项测试同步训练
2020.03
1,空间有一区域宽广的电场,场强大小始终不变且处处相等,但方向可以改变。
第一秒内场强方向如图所示,θ=37O。
有一个带电质点以某一水平初速度从A点开始沿X轴运动,1秒末场强方向突然改为竖直向上,此时A质点正好到达坐标原点O点,已知AO=3.75m,求第2秒末该质点所达位置的坐标。
2,如图所示,cd,ef是两根电阻不计的光滑金属导轨,导轨间距离为
L=0.5m,导轨所在的平面与水平面间的夹角为60 0,两导轨间有垂直于
导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度为B=0.5T, ab是质量为m=10g,
电阻R=5Ω的金属棒,导轨足够长,问:
(1)若开关S断开,将ab由静止释放,经过多长时间将S接通,ab将刚好做匀速运动。
(2)若开关S闭合,将ab由静止开始释放,ab上的最大热功率多大?
3,如图所示,abcd为U形金属导轨,其电阻忽略不计,倾斜放置,与水平面的夹角为θ。
MN是一根长为L的直金属细棒,其电阻为R,质量为m,与导轨间的动摩擦因数为μ。
整个装置置于方向竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度的大小为B。
在沿斜面方向的外力F的作用下(如果需要的话)MN可以以相同的速率V沿导轨向上或向下匀速滑动,那么下述说
法中正确的是( )
A.向上和向下时,摩擦力一样大B.向上比向下时的摩擦力大
C.向下比向上时的摩擦力大
D.向下时的摩擦力可以为零
答案
1, (0,1.25)
2, (1)0.8s(2)0.6w
3, C。
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10.解:对金属棒平衡时受力分析:金属棒受到重力、安培力以及绳子拉力。分析知安培力水平向左,依据左手定则,磁感应强度竖直向上。
依据受力平衡知识得:
由 , 解得: ,方向:水平向左
11.解:(1)对金属棒进行受力分析:
水平方向:
竖直方向:
而 将此式代入上式得
,
(2)要使ab棒受到的支持力为零,令
的安培力大小为()
A.0B.0.5BilC.BIlD.2BIl
4.两个相同的圆形线圈,通以方向相同但大小不同的电流I1和I2,如图所示。先将两个线圈固定在光滑绝缘杆上,问释放后它们的运动情况是( )
A.相互吸引,电流大的加速度大B.相互吸引,加速度大小相等
C.相互排斥,电流大的加速度大D.相互排斥,加速度大小相等
17、如图所示,宽为l的金属框架和水平面夹角为α,并处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于框架平面.导体棒ab的质量为m,长度为d置于金属框架上时将向下匀加速滑动,导体棒与框架之间的最大静摩擦力为f.为使导体棒静止在框架上,将电动势为E,内阻不计的电源接入电路,若框架与导体棒的电阻不计,求需要接入的滑动变阻器R的阻值范围.
15、如右图所示,电源电动势 ,内阻为 ,竖直导轨上滑接一段质量为 ,电阻为R,长度为L的金属导体 与导轨间的最大静摩擦力为 ,为了使导体 能静止于导轨上,在导轨平面内加一个方向垂直纸面向里的匀强磁场,求此磁场磁感应强度大小的范围。(已知 ,导轨电阻不计)
16. (18分)如图所示,电源电动势E=2 V,r= 0.5 Ω,竖直导轨宽L=0.2 m,导轨电阻不计.另有一金属棒ab,质量m=0.1 kg,电阻R=0.5 Ω,它与轨道间的动摩擦因数μ=0.4,金属棒靠在导轨的外面.为使金属棒静止不下滑,施加一个与纸面夹角为30°且方向向里的匀强磁场,g取10 m/s2.求(1)磁场的方向;(2)磁感应强度B的取值范围.
为d,则棒MN所受安培力大小()
A.F=BidB.F=BIdsinθC.F= D.F=BIdcosθ
8.如图所示,两个同心放置的共面金属圆环a、b,一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直,
则穿过两环的磁通量φa和φb的大小关系是:( )
A,φa>φbB,φa=φbC,φa<φbD,无法判断
9.如图所示,A为电磁铁,C为胶木秤盘,A和C(包括支架)的总质量为M,B为铁片,质量为m,当电磁铁通电,铁片被吸引上升的过程中,轻绳上拉力F的大小为
(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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ为零,B的大小至少为多少?此时B的方向如何?
12.如图所示,通电导体棒ab质量为m、长为L,水平放置在倾角为θ的光滑斜面上,通以如图示方向的电流,电流强度为I,欲使导体棒ab静止在斜面上。
(1)若磁场方向竖直向上,则磁感应强度B为多大?
5.如图所示,A为一水平放置的橡胶盘,带有大量均匀分布的负电荷,在圆盘正上方水平放置一
通电直导线,电流方向如图,当圆盘沿图中所示方向高速绕中心轴OO′转动时,通电直导线
所受磁场力的方向是()
A.竖直向上B.竖直向下C.水平向里D.水平向外
6.如右图所示,直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方,如右图所示,如果
A.F=MgB.mg<F<(M+m)g
C.F=(M+m)gD.F>(M+m)g
10.质量为m,长为L的的金属棒ab用两根细金属丝悬挂在绝缘架MN下面,整个装置处在竖直方向的匀强磁场中,当金属棒通以由a向b的电流I后,将离开原位置向前偏转α角而重新平衡,如图。求磁感应强度B的方向和大小。
11.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).现垂直于导轨搁一根质量为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,如右图所示,问:
直导线可以自由地运动,且通以从a到b的电流,则导线ab受磁场力后的运动情况()
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
7.如图所示,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
2.如右图所示,直角三角形通电闭合线圈ABC处于匀强磁场中,磁场垂直纸面向里,则线圈所受磁场力的合力为( )
A.大小为零B.方向竖直向上
C.方向竖直向下D.方向垂直纸面向里
3.如图,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
磁场 磁感应强度 安培力专题练习2013.12
1.如右图所示,在竖直向上的匀强磁场中,水平放置着一根长直流导线,电流方向指向读者,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C.a点磁感应强度最大
B.c、d两点磁感应强度大小相等D.b点磁感应强度最大
得到 ,所以
当 时,B最小值 此时 ,方向竖直向上,依据左手定则,判断此时磁感应强度方向水平向左。
12.解析:(1)对导体棒受力分析如图所示:
由平衡条件得
BIL=mgtanθ
B=
(2)设安培力方向与斜面夹角为α,对导体棒受力分析如图所示:
由平衡条件得
B′ILcosα=mgsinθ解得:B′=
当α=0°时,B′最小,其最小值为
(2)若要求磁感应强度最小,求磁感应强度的大小和方向。
13. 如图所示,在倾角为37°的斜面上,固定着宽L=0.25 m的平行金属导轨,在导轨上端接入电源和变阻器.电源电动势E=12V,内电阻r=1.0Ω.一质量m=20g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好,导轨与金属棒的电阻不计,整个装置处于磁感应强度B=0.80T、垂直于斜面向上的匀强磁场中.若金属导轨是光滑的,取g=10m/s2,且已知sin37°=0.60,cos37°=0.80.要保持金属棒静止在导轨上.求:
B′min=
由于安培力方向平行斜面向上,电流方向垂直纸面向里,由左手定则可判断磁场方向垂直斜面向上。
13.解:(1)对金属棒受力分析,
对棒受力分析知: ,由于 ,故解得
(2)由闭合电路欧姆定律: ,代入数据解得:
16.(1)斜向下(2)3.0 T≤B≤16.3 T解析(1)通电导线ab的截面受力分析如图17所示(从a端看),由图可知磁场方向斜向下.
(1)回路中电流的大小;
(2)滑动变阻器接入电路的阻值.
14.如图,相距20cm的两根光滑平行铜导轨,导轨平面倾角为α=370,上面放着质量为60g的金属杆ab,整个装置放在B=0.2T的匀强磁场中。⑴若磁场方向竖直向下,要使金属杆静止在导轨上,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。
(2)当 棒有下滑的趋势时,受向上的静摩擦力为 1,则有
sin30°+ 1- =0.又 = 1 ,
F1=μFcos30°,I= .
由以上四式解得B1≈3.0 T.
当 棒有上滑的趋势时,受向下的静摩擦力为F2,如图18 所示,则有
F′sin30°-F2- =0
F′=B2IL
F2=μF′cos30°
由以上各式解得B2=16.3 T
所以B的取值范围是3.0 T≤B≤16.3 T.