安培力与洛伦力实验专题练习
安培力、洛伦兹力测试题
安培力、洛伦兹力、交流电典型例题1:【交流电】}一气体放电管,当其两电极间的电压超过500、3时,就放电而发光,在它发光的情况下逐渐降低电压,要降到500V时才熄灭。
放电管两电极不的分正负。
现有一正弦式交流电源,输出电压峰值为1 000 V,频率为50 Hz,若用它给上述放电管供电,则. 在一小时内放电管实际发光的时间为多少?2:如图,在直角三角形OPN区域内存在匀强磁场,磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外。
一带正电的粒子从静止开始经电压U加速后,沿平行于x轴的方向射入磁场;一段时间后,该粒子在OP边上某点以垂直于x轴的方向射出。
已知0点为坐标原点,N点在y轴上,OP与x轴的夹角为30°,粒子进入磁场的入射点与离开磁场的出射点之间的距离为d,不计重力。
求:(1)带电粒子的比荷;(2)带电粒子从射入磁场到运动至x轴的时间。
3:【安培力】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0= 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E=4.5V、内阻r=0.5的直流电源。
现把一个质量m=0.04 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R=2.5,金属导轨电阻不计,g取10 m/s,取sin37°=0.60,cos37°=0.80,求:(1)通过导体棒的电流;(2)导体棒受到的安培力的大小;(3)导体棒受到的摩擦力。
4:如图甲所示,一个100匝的圆形线圈(图中只画了2匝)面积为200cm',线圈的电阻为1,在线圈外接一个阻值为4的电阻和一个理想电压表。
电阻的一端B与地相接,线圈放入方向垂直线圈平面指向纸内的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。
求:(1)t=3s时穿过线圈的磁通量;(2)t=5s时,电压表的读数;(3)若取B点电势为0,A点的最高电势是多少?。
安培力和洛伦兹力-专题
(A)(B)(C)(D)安培力和洛伦兹力-专题1.如图所示,条形磁铁放在水平粗糙桌面上,它的正中间上方固定一根长直导线,导线中通过方向垂直纸面向里(即与条形磁铁垂直)的电流,和原来没有电流通过时相比较,磁铁受到的支持力N 和摩擦力f 将A. N减小,f=0B. N减小,f≠0C. N增大,f=0D. N计增大,f≠02. 如图,将一个光滑斜面置于匀强磁场中。
通电直导体棒置于斜面上。
电流方向垂直纸面向里。
以下四个图中,有可能使导体棒在斜面上保持静止的是3.如图12-4,在倾角为α的光滑绝缘斜面上,放一通电直导线,当加上如下所述的磁场后,有可能使导线静止在斜面上的是()①加竖直向下的匀强磁场;②加垂直于斜面向下的匀强磁场;③加水平向左的匀强磁场;④加沿斜面向下的匀强磁场。
A.①②B.③C.①②③D.③④4. 如图所示,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5. 质量为m的金属导体棒置于倾角为θ的导轨上,棒与导轨间的动摩擦因数为μ,当导体棒通以垂直纸面向里的电流时,恰能在导轨上静止。
如图所示的四个图中,标出了四种可能的匀强磁场方向,其中棒与导轨间的摩擦力可能为零的是6. 如图所示,在光滑水平面上一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来,此时磁铁对水平面的压力为N1,现在磁铁左上方位置固定一导体棒,当导体棒中通以垂直纸面向里的电流后,磁铁对水平面的压力为N2,则以下说法正确的是A.弹簧长度将变长B.弹簧长度将变短C.N1>N2D.N1<N27. .如图所示,B为垂直于纸面向里的匀强磁场,小球带正电荷且电量保持不变,若让小球从水平、光滑、绝缘的桌面上的A点开始以初速度v0向右运动,并落在水平地面上,历时t1,落地点距A点的水平距离为S1,落地速度为v1,落地动能为E1;然后撤去磁场,让小球仍从A点出发向右作初速度为v0的运动,落在水平地面上,历时t2,落地点距A点的水平距离为S2,落地速度为v2,落地动能为E2;则图12-4A.S 1<S 2B. t 1>t 2C. v 1= v 2D.E 1< E 28.如图所示,甲是一带正电的小物块,乙是一不带电的绝缘物块,甲、乙叠放在一起置于粗糙的水平地板上,地板上方空间有垂直纸面向里的匀强磁场。
高中物理选修二第一章《安培力与洛伦兹力》测试题(含答案解析)精选全文
可编辑修改精选全文完整版一、选择题1.(0分)[ID :128260]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 .25cm 2.(0分)[ID :128258]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 3.(0分)[ID :128246]如图所示,在边界上方存在着垂直纸面向里的匀强磁场,两个比荷相同的正、负粒子(不计重力),从边界上的O 点以不同速度射入磁场中,入射方向与边界均成θ角,则正、负粒子在磁场中( )A .运动轨迹的半径相同B .重新回到边界所用时间相同C .重新回到边界时速度方向相同D .重新回到边界时与O 点的距离相等 4.(0分)[ID :128236]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5.(0分)[ID :128226]如图所示,一个带负电的油滴以水平向右的速度v 进入一个方向垂直纸面向外的匀强磁场B 后,保持原速度做匀速直线运动,如果使匀强磁场发生变化(不考虑磁场变化引起的电场),则下列判断中错误的是( )A .磁场B 减小,油滴动能增加B .磁场B 增大,油滴机械能不变C .使磁场方向反向,油滴动能减小D .使磁场方向反向后再减小,油滴重力势能减小6.(0分)[ID :128276]带电粒子以初速度v 0从a 点垂直y 轴进入匀强磁场,如图所示,运动中粒子经过b 点,Oa =Ob 。
安培力洛伦兹力
安培力 洛伦兹力练习李秀海1、条形磁铁放在水平桌面上,它的正上方吊挂一根与它垂直的导电棒,如图所示,当导体棒内通入流向纸内的电流时,在通电的一瞬间,可能产生的情况是( ) A.磁铁对桌面的压力减小 B.磁铁对桌面的压力增大 C.磁铁受向左的摩擦力 D.磁铁受向右的摩擦力2、如图所示, 通电细杆ab 质量为m,置于倾角为θ的导轨上,导轨和杆间不光滑.通有电流时,杆静止在导轨上.下图是四个侧视图,标出了四种匀强磁场的方向,其中摩擦力可能为零的是( )3、如图所示,光滑平行导轨宽为L ,轨道平面与水平面夹角为θ,放在竖直向上的匀强磁场中,磁感强度为B ,质量为m 的金属棒ab 垂直于导轨放在轨道平面上,若保持棒ab 静止不动,棒中应通何方向多大电流?4、有两个相同的全长电阻为9 Ω的均匀光滑圆环,固定于一个绝缘的水平台面上,两环分别在两个互相平行的、相距为20 cm 的竖直平面内,两环的连心线恰好与环面垂直,两环面间有方向竖直向下的磁感强度B=0.87 T 的匀强磁场,两环的最高点A 和C 间接有一内阻为0.5 Ω的电源,连接导线的电阻不计.今有一根质量为10 g,电阻为1.5 Ω的棒置于两环内侧且可顺环滑动,而棒恰好静止于如图15所示的水平位置,它与圆弧的两接触点P 、Q 和圆弧最低点间所夹的弧对应的圆心角均为θ=60°,取重力加速度g=10 m/s 2,试求此电源电动势E 的大小.5、质量为m 长度为l 的导体棒MN 静止于水平导轨上。
通过MN 的电流强度为I ,匀强磁场的磁感应强度为B ,其方向与导轨平面呈θ斜向上,如图所示。
求MN 受到的支持力和摩擦力。
6、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,导线可以自由转动,当导线通入图示方向电流时,导线的运动情况是(俯视图)( ) 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7、如图所示, 把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N 极附近,磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面.当线圈内通以如图方向的电流后,线圈的运动情况是 A.线圈向左运动 B.线圈向右运动C.从上往下看顺时针转动D.从上往下看逆时针转动8、如图所示, 用细橡皮筋悬吊一轻质线圈,置于一固定直导线上方,线圈可以自由运动.当给两者通以图示电流时,线圈将( )A.靠近直导线,两者仍在同一竖直平面内B.远离直导线,两者仍在同一竖直平面内C.靠近直导线,同时旋转90°D.远离直导线,同时旋转90°9、如图所示,质量m =0.1g 的小物块,带有5×10-4C 的电荷,放在倾角为30°的光滑绝缘斜面上,整个斜面置于B=0.5T 的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面指向纸里,物块由静止开始下滑,求:物体下滑的最大距离。
安培力洛伦兹力测试题及答案
安培力及洛伦兹力测试题一、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C.永久磁铁产生磁场的原因B.通电线圈产生磁场的原因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,在其正中央的上定一根长直导线,导线与磁铁垂直,给导线通以垂直纸面向电流,则()方固外的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 = T2r1、 r2 为5.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如图4 所示,已知一离子在电场力和洛仑兹力的作用下,从开始自 A 点沿曲线 ACB 运动,到达 B 点时速度为零, C 点是场,静止运动的最低点,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MN 与线圈轴线均处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,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U.当带电量为d,两板间电势差为q、质量为m 的正离子流以速度V0 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 ______,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,则可知它们的质量初动量大小次序为______.ma、mb、 mc 大小次序为______,入射时的19.一初速为零的带电粒子,经过电压为场中,已知带电粒子的质量是m,电量是半径为 ______.U 的电场加速后垂直进入磁感强度为q,则带电粒子所受的洛仑兹力为B 的匀强磁______,轨道三、计算题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= ______.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.求离子进入磁场后到达屏S 上时的位置与O 点的距离?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。
安培力、洛伦兹力习题
1.一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2.在图中,标出了磁场B 的方向、通电直导线中电流I 的方向,以及通电直导线所受磁场力F 的方向,其中正确的是( )电流向右3.如图所示,一条形磁铁放在水平桌面上,在它的左上方固定一直导线,导线与磁场垂直,若给导线通以垂直于纸面向里的电流,则( )A 、磁铁对桌面压力增大B 、磁场对桌面压力减小C 、桌面对磁铁没有摩擦力D 、桌面对磁铁摩擦力向右4.有一小段通电导线,长为1cm ,电流强度为5A ,把它置于磁场中某点,受到的磁场力为0.1 N ,则该点的磁感应强度B 一定是( )A .B =2 T B .B ≤2 TC .B ≥2 TD .以上情况都有可能5.如图所示,一长L 的直导线通以大小为I 的电流,放在垂直于导线的磁感应强度为B 的匀强磁场中,则导线所受安培力大小为( ) A .BLI sin θ B .BLI cos θC .BLI /sin θD .BLI6.在赤道上某处有一竖直直立的避雷针,当带有正电荷的乌云经过避雷针的上方并通过避雷针形成电流时,地磁场对避雷针的作用力的方向为( )A .向东B .向南C .向西D .向北7.两条导线互相垂直,但相隔一小段距离,其中AB 固定,CD 可自由活动,当通以如图1所示电流后,CD 导线将( )A.顺时针方向转动,同时靠近ABB.逆时针方向转动,同时离开ABC.顺时针方向转动,同时离开ABD.逆时针方向转动,同时靠近AB8.质量为m 长度为l 的导体棒MN 静止于水平导轨上。
通过MN 的电流强度为I ,匀强磁场的磁感应强度为B , 其方向与导轨平面呈θ斜向上,如图所示。
求MN 受到的支持力和摩擦力。
9.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.α M N α a b R B B θ B F I A B I F B I B F C I B FDE 、B V10.如图所示,倾角为θ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?11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12在同一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 ( )A .通以同向电流时,互相吸引B .通以同向电流时,互相排斥C .通以反向电流时,互相吸引D .通以反向电流时,互相排斥洛伦兹力练习题一、选择题⒈三个电子分别以V 、2V 、3V 的速度与磁场方向垂直进入同一匀强磁场,它们在磁场中回旋的频率之比( )A 、1:1:1B 、1:2:3C 、12:22:32D 、1:21 :31⒉一电子在匀强磁场中,以一固定的正电荷为圆心,在圆形轨道上运动,磁场方向垂直于它的运动平面,电场力恰是磁场力的三倍,设电子电量为e ,质量为m ,磁感强度为B ,那么电子运动的可能角速度应当是( )A 、m BeB 、2Be mC 、3Be mD 、4Be m⒊在图中虚线所围区域内,存在电场强度为E 的匀强电场和磁感应强度为B 的匀强磁场。
安培力与洛伦兹力
洛伦兹力1.两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、r 2为这两个电子的运动轨道半径,T 1、T 2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 .r 1≠r 2,T 1=T 22.如图所示,带负电的粒子以速度v 从粒子源P 处射出,若图中匀强磁场范围足够大(方向垂直纸面,则带电粒子的可能轨迹是 ( )A .aB .bC .cD .d3.一个带电粒子以初速度v 0垂直于电场方向向右射入匀强电场区域,穿出电场后接着又进入匀强磁场区域.设电场和磁场区域有明确的分界线,且分界线与电场强度方向平行,如图中的虚线所示.在图所示的几种情况中,可能出现的是( )]4.一重力不计的带电粒子以初速度v 0(v 0<E B)先后穿过宽度相同且紧邻在一起的有明显边界的匀强电场E 和匀强磁场B ,如图甲所示.电场和磁场对粒子总共做功W 1,若把电场和磁场正交叠加,如图乙所示,粒子仍以v 0的初速度穿过叠加场区,电场和磁场对粒子总共做功W 2,比较W 1、W 2的大小 ( )A .一定是W 1=W 2B .一定是W 1>W 2C .一定是W 1<W 2D .可能是W 1>W 2,也可能是W 1<W 25.如图所示,一带负电的质点在固定的正的点电荷作用下绕该正电荷做匀速圆周运动,周期为T 0,轨道平面位于纸面内,质点的速度方向如图中箭头所示,现加一垂直于轨道平面的匀强磁场,已知轨道半径并不因此而改变,则 ( )A .若磁场方向指向纸里,质点运动的周期将大于T 0B .若磁场方向指向纸里,质点运动的周期将小于T 0C .若磁场方向指向纸外,质点运动的周期将大于T 0D .若磁场方向指向纸外,质点运动的周期将小于T 0安培力一、选择题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2、在同一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()A.通以同向电流时,互相吸引 B.通以同向电流时,互相排斥C.通以反向电流时,互相吸引 D.通以反向电流时,互相排斥3、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4、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、载流导线L1、L2处在同一平面内,L1是固定的,L2可绕垂直纸面的固定转轴O转动,各自的电流方向如图所示,则下列说法中正确的是()A、因不受磁场力作用,故L2不动B、因L2所受的磁场力对轴O的力矩相平衡,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7、下列说法中正确的是()A、电荷在某处不受电场力的作用,则该处电场强度为零B、一小段通电导线在某处不受磁场力作用,则该处磁感应强度一定为零C、表征电场中某点电场的强弱,是把一个检验电荷放在该点时受到的电场力与检验电荷本身电荷量的比值D、表征磁场中某点磁场的强弱,是把一小段通电导线放在该点时受到的磁场力与该小段导体长度和电流乘积的比值8、如图所示,将长50cm、质量为10g的均匀金属棒ab的两端用两只相同的弹簧悬挂成水平状态,位于垂直纸面向里的匀强磁场中,当金属棒中通过0.4A电流时,弹簧恰好不伸长,求:(1)匀强磁场中磁感应强度是多大?(2)当金属棒通过0.2A由a到b的电流时,弹簧伸长1厘米,如果电流方向由b到a,而电流大小不变,弹簧伸长又是多少?9、某同学画的是表示磁场B、电流I和安培力F的相互关系如图所示,其中正确的是()10、对磁感应强度的定义式的理解,下列说法正确的是()A.磁感应强度B跟磁场力F成正比,跟电流强度I和导线长度L的乘积成反比B.公式表明,磁感应强度B的方向与通电导体的受力F的方向相同2C.磁感应强度B是由磁场本身决定的,不随F、I及L的变化而变化D.如果通电导体在磁场中某处受到的磁场力F等于0,则该处的磁感应强度也等于011、如图所示,有一固定在水平地面上的倾角为θ的光滑斜面,有一根水平放在斜面上的导体棒,长为L,质量为m,通有垂直纸面向外的电流I。
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?。
安培力合洛伦兹力练习题
安培力和洛伦兹力练习题安培力练习题1、如图所示,是一段导线在磁场中的受力分析示意图,其中正确的图示是× × × × × × ×····· F B× ×F× × × ×I (I)× × × × × × B ··F··B I F I× × × × × × ×····· BA B C D2、(2009·海南单科高考)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( ).3、通电矩形线框abcd与长直通电导线MN在同一平面内,如图3-4-21所示,ab边与MN平行.关于MN的磁场对线框的作用力,下列说法正确的是( ) 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等C.线框所受的安培力的合力方向向左D.线框所受的安培力的合力方向向右4.如图所示,条形磁铁放在水平粗糙桌面上,它的右上方附近固定有一根长直导线,导线中通与了方向垂直纸面向里(即与条形磁铁垂直)的电流,与原来没有放置通电导线时相比较,磁铁受到的支持力N和摩擦力f的变化情况是A、N减小了B、N增大了C、f始终为0D、f不为0,且方向向右5.(2009年高考全国卷Ⅰ)如图3-4-22,一段导线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.线段ab、bc和cd 的长度均为L,且∠abc=∠bcd=135°.流经导线的电流为I,方向如图中箭头所示.导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力( )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)ILB C.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)ILB6.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?7.(6分)如图所示,在与水平方向成60°角的光滑金属导轨间连一电源,在相距1m的平行导轨上放一重力为3N的金属棒ab,棒上通过3A的电流,磁场方向竖直向上,这时金属棒恰好静止,求:(1)匀强磁场的磁感强度为多大?(2)ab棒对导轨的压力为多大?洛伦兹力练习题1、下列说法中正确的是A、所有电荷在电场中都要受到电场力的作用B、所有电荷在磁场中都要受到磁场力的作用C、一切运动电荷在磁场中都要受到磁场力的作用D、电荷在磁场中运动,当垂直于磁场方向的速度分量不为零时,才受到磁场力的作用2、如图所示,磁感应强度B、正电荷运动方向v和磁场对电荷作用力F,三者互相垂直,能正确表示三者关系的图是()3、如果某运动电荷在某处受到的洛伦兹力为零,则A.该处的磁感应强度一定不为零B.该处的磁感应强度一定与该电荷的运动方向垂直C.如果该电荷的速率为v,受到的洛伦兹力为F,那么磁感应强度B一定为F/qvD.该处的磁感应强度可能为零4、如图所示是用电子射线管演示带电粒子在磁场中受洛仑兹力的实验装置,图中虚线是带电粒子的运动轨迹,那么下列关于此装置的说法正确的有A.A端接的是高压直流电源的正极B.A端接的是高压直流电源的负极C.C端是蹄形磁铁的N极D.C端是蹄形磁铁的S极5、关于安培力和洛伦兹力,下列说法正确的是A.安培力和洛伦兹力是性质不同的两种力B.安培力和洛伦兹力的本质都是磁场对运动电荷的作用力C.这两种力都是效果力,其实并不存在,原因是不遵从牛顿第三定律D.安培力对通电导体做功,洛伦兹力对运动电荷不做功6、一长螺线管中通有大小和方向都随时间变化的电流,把一个带电粒子沿螺线管轴线射入管中,不计其重力,粒子在螺线管中A .做圆周运动B .沿轴线来回运动C .做匀加速直线运动D .做匀速直线运动7、质量为m ,电荷量为q 的负电粒子,以初速度v 0垂直进入磁感应强度为B 、宽度为L 的匀强磁场区域,如图所示。
安培力洛伦兹力练习题
一、选择题(每小题6分,共54分)1.如图所示,一根有质量的金属棒MN,两端用细软导线连接后悬于a、b两点,棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中,棒中通有电流,方向从M流向N,此时悬线上有拉力,为了使拉力等于零,可以() A.适当减小磁感应强度B.使磁场反向C.适当增大电流D.使电流反向解析:首先对MN进行受力分析,受竖直向下的重力G,受两根软导线的竖直向上的拉力和安培力.处于平衡时:2F +BIL=mg,重力mg恒定不变,欲使拉力F减小到0,应增大安培力BIL,所以可增大磁场的磁感应强度B或增加通过金属棒中的电流I,或二者同时增大.答案:C2.如下图所示,在光滑的水平桌面上放一根条形磁铁.在其上方与条形磁铁平行地固定一根通电导线,电流方向如图所示,以下说法正确的是()A.条形磁铁的N极向里、S极向外转动,且对桌面的压力增大B.条形磁铁的N极向里、S极向外转动,且对桌面的压力减小C.条形磁铁的N极向外、S极向里转动,且对桌面的压力增大D.条形磁铁的N极向外、S极向里转动,且对桌面的压力减小答案:B5.电磁轨道炮工作原理如下图所示,待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动,并与轨道保持良好接触.电流I从一条轨道流入,通过导电弹体后从另一条轨道流回.轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场(可视为匀强磁场),磁感应强度的大小与I成正比.通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出.现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍,理论上可采用的办法是()A.只将轨道长度L变为原来的2倍B.只将电流I增加至原来的2倍C.只将弹体质量减至原来的一半D.将弹体质量减至原来的一半,轨道长度L变为原来的2倍,其他量不变解析:由题意可知,安培力做功使炮弹的速度逐渐增大.假设轨道宽度为L′,则由动能定理可知F安培力L=12mv2,而F安培力=BIL′,又根据题意可知B=KI(K为常数),三个式子整理可得到弹体的出射速度v=I 2KLL′m,从而判断B、D正确.答案:BD6.如上图所示,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 .水平向外解析:橡胶盘带负电荷转动后产生环形电流,由左手定则可以确定导线受力方向为水平向里.答案:C8.(2011·山东潍坊高三期末)如下图所示,两个完全相同的线圈套在一水平光滑的绝缘圆柱上,线圈能自由移动,若两线圈内通有大小不等的同向电流,则它们的运动情况是( )A .都绕圆柱转动B .以不等的加速度相向运动C .以相等的加速度相向运动D .以相等的加速度相背运动解析:同向环形电流可分成很多小段直线电流元,则不难发现相对应的直线电流元方向总是相同的,方向相同的直线电流元是相互吸引的;也可把环形电流等效成小条形磁铁,异名磁极相互吸引.虽然两电流大小不等,但根据牛顿第三定律知两线圈间的相互作用力大小相等,所以选C 项.答案:C9.(2012·杭州质检)如上图所示,两根间距为d 的平行光滑金属导轨间接有电源E ,导轨平面与水平面间的夹角θ=30°.金属杆ab 垂直导轨放置,导轨与金属杆接触良好.整个装置处于磁感应强度为B 的匀强磁场中.当磁场方向垂直导轨平面向上时,金属杆ab 刚好处于静止状态.要使金属杆能沿导轨向上运动,可以采取的措施是( )A .增大磁感应强度BB .调节滑动变阻器使电流减小C .增大导轨平面与水平面间的夹角θD .将电源正负极对调使金属杆中的电流方向改变解析:对金属棒受力分析,沿导轨方向:BEd R -mgsinθ=0,若想让金属棒向上运动,则BEd R增大,选项A 正确B 错误;若增大θ,则mgsinθ增大,C 错误;若电流反向,则金属棒受到的安培力反向,故D 错误.答案:A二、解答题(共46分)10.(23分)如上图所示,当左边单匝正方形线框中通有逆时针方向的电流I 时,等臂杠杆恰好平衡.若通有顺时针方向的电流I 时,则要在右边再加挂质量为Δm 的钩码等臂杠杆才能平衡.设匀强磁场的磁感应强度为B ,则线框的边长L 为多少?解析:当左边线框通以逆时针方向的电流时,有m 左g -BIL =m 右g ,当电流反向时,有m 左g +BIL =m 右g +Δmg ,解得L =Δmg 2BI. 1.(2009·山东莘县实验模拟)关于垂直于磁场方向的通电直导线所受磁场作用力的方向,正确的说法是( )A .跟磁场方向垂直,跟电流方向平行B .跟电流方向垂直,跟磁场方向平行C .既跟磁场方向垂直,又跟电流方向垂直D .既不跟磁场方向垂直,也不跟电流方向垂直答案:C解析:当磁场方向与通电直导线垂直时,所受磁场力的方向既跟磁场方向垂直又跟电流方向垂直,故只有C 项正确.2.在图中,表示磁场方向、电流方向及导线受力方向的图示正确的是( )答案:A解析:由左手定则可知,A 项正确,B 、C 两项错误,而D 中I 和B 平行,故不受安培力.3.一段通电导线平行于磁场方向放入匀强磁场中,导线上的电流方向由左向右,如图所示.在导线以其中心点为轴转动90°的过程中,导线受到的安培力( )A .大小不变,方向不变B .由零增大到最大,方向时刻变C .由最大减小到零,方向不变D .由零增大到最大,方向不变解析:导线转动前,电流方向与磁场方向平行,导体不受安培力;当导线转过一个小角度后,电流与磁场不再平行,导线受到安培力的作用;当导线转过90°时,电流与磁场垂直,此时导线所受安培力最大.根据左手定则判断知,力的方向始终不变.选项D 正确.5.如图所示为两根互相平行的通电导线a 、b 的横截面图,a 、b 的电流方向已在图中标出.那么导线a 中电流产生的磁场的磁感线环绕方向及导线b 所受的磁场力的方向应分别是( )A .磁感线顺时针方向,磁场力向左B .磁感线顺时针方向,磁场力向右C .磁感线逆时针方向,磁场力向左D .磁感线逆时针方向,磁场力向右 答案:B解析:根据安培定则可确定导线a 中电流产生的磁场方向为顺时针,用左手定则可以确定导线b 所受磁场力的方向向右,故B 选项正确.7.一根通有电流I 的铜棒用软导线挂在如图所示的匀强磁场中,此时两悬线的合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 .改变电流方向,并适当增大电流B .不改变电流方向,适当增大电流C .使磁场方向反向,并适当增大磁感应强度D .磁场方向不变,并适当减小磁感应强度答案:B解析:因为悬线的合张力小于铜棒的重力,所以铜棒所受安培力方向向上,要使悬线张力为零,必须增大安培力,即适当增大电流,且电流方向不变,故A 错误,B 正确.因为F =BIL ,要想使悬线的张力为零,可使安培力增大,可增大磁感应强度且方向不变,也可增大磁感应强度同时改变磁场和电流的方向,而安培力的方向不变.故C 、D 错误.8.将长为1m 的导线ac ,从中点b 折成如图所示形状,放入B =0.08T 的匀强磁场中,abc 平面与磁场垂直,若在导线abc 中通入25A 的直流电,则整根导线所受安培力大小为多少? 答案:3N解析:通电导线受力的有效长度为首尾相接的直线段Lac =2×12Lcos30°=32m ,故导线所受安培力为F =ILacB =25×32×0.08N =3N.9.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 受到的磁场力大小为F2,则此时b 受到的磁场力的大小变为( )A .F2B .F1-F2C .F1+F2D .2F1-F2答案:A解析:根据安培定则和左手定则,可以判定a 导线受b 中电流形成的磁场的作用力F1,方向向左,同理b 受a 磁场的作用力大小也是F1,方向向右.新加入的磁场无论什么方向,a 、b 受到这个磁场的作用力F 总是大小相等、方向相反.如果F 与F1方向相同,则两导线受到的大小都是F +F1,若F与F1方向相反,a 、b 受到的力的大小都是|F -F1|.因此当再加上磁场时,若a 受到的磁场力的大小是F2,b 受到的磁场力的大小也是F2.A 选项正确.10.如图所示,一条形磁铁放在水平桌面上,在条形磁铁的左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线,当导线中通以图示方向的电流时( )A .磁铁对桌面的压力减小,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 .磁铁对桌面的压力增大,且受到向左的摩擦力作用D .磁铁对桌面的压力增大,且受到向右的摩擦力作用 答案:C解析:据左手定则知导线受磁铁的作用力斜向左上方,故由牛顿第三定律知,导线对磁铁的反作用力应斜向右下方,一方面使磁铁对桌面的压力增大,另一方面使磁铁产生向右的运动趋势,从而受向左的摩擦力作用.13.(2009·海南单科高考)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:由左手定则知D 正确.1.关于磁场对通电直导线的作用力(安培力),下列说法正确的是( ) A .通电直导线在磁场中一定受到安培力的作用B .通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟磁场的方向垂直C .通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟电流的方向垂直D .通电直导线在磁场中所受安培力的方向垂直于由B 和I 所确定的平面答案:BCD2.(2009年高考海南卷)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3-4-18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( )图3-4-18 解析:选D.由左手定则判断可知D 正确.3.要想提高磁电式电流表的灵敏度,可采用的办法有( )A .增加线圈匝数B .增加永久性磁铁的磁感应强度C .换用弹性较强的游丝,增大反抗力矩D .增加线圈面积解析:选ABD.当给电流表通入电流I 时,通电线圈就在安培力的作用下转动,同时螺旋弹簧即游丝变形,反抗线圈的转动.研究表明电流表灵敏度将随着线圈匝数N 、线圈面积S 及磁感应强度B 的增大而提高,随着螺旋弹簧弹性强弱的增大而降低.故应选A 、B 、D.5.(2011年厦门一中高二检测)如图3-4-20所示,在同一水平面上的两根导轨相互平行,并处在竖直向上的匀强磁场中,一根质量为3.6 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;当金属棒中的电流增加到8 A 时,金属棒的加速度为2 m/s2,求磁场的磁感应强度的大小.图3-4-20解析:棒匀速动动,有:BI1l =μ mg ① 棒匀加速运动时,有:BI2l -μ mg =ma ②联立①、②解得B =ma I 2-I1 l=1.2 T. 答案:1.2 T 一、选择题1.关于通电导线所受安培力F 的方向、磁感应强度B 的方向和电流I 的方向之间的关系,下列说法正确的是( )A .F 、B 、I 三者必须保持相互垂直 B .F 必须垂直B 、I ,但B 、I 可以不相互垂直C .B 必须垂直F 、I ,但F 、I 可以不相互垂直D .I 必须垂直F 、B ,但F 、B 可以不相互垂直解析:选B.安培力F 总是与磁感应强度B 和电流I 决定的平面垂直,但B 与I(即导线)可以垂直,也可以不垂直.如果通电导线受安培力时,力F 与磁场及力F 与导线都是垂直的,故A 、C 、D 均错,B 正确.2.(2011年扬州模拟)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解析:选A.赤道上空的地磁场方向是由南向北的,电流方向由西向东,由左手定则判断出导线受到的安培力的方向是竖直向上的,答案A 正确. 3.图3-4-21通电矩形线框abcd 与长直通电导线MN 在同一平面内,如图3-4-21所示,ab 边与MN 平行.关于MN 的磁场对线框的作用力,下列说法正确的是( )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等C .线框所受的安培力的合力方向向左D .线框所受的安培力的合力方向向右解析:选BD.由安培定则可知导线MN 在线框处所产生的磁场方向垂直于纸面向外,再由左手定则判断出bc 边和ad 边所受安培力大小相等,方向相反.ab 边受到向右的安培力Fab ,cd 边受到向左的安培力Fcd.因ab 所处的磁场强,cd 所处的磁场弱,故Fab >Fcd ,线框所受合力方向向右.4.图3-4-22(2009年高考全国卷Ⅰ)如图3-4-22,一段导线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.线段ab、bc和cd的长度均为L,且∠abc=∠bcd=135°.流经导线的电流为I,方向如图中箭头所示.导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力()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解析:选A.该导线可以用a和d之间的直导线长为(2+1)L来等效代替,根据F=BIL,可知大小为(2+1)BIL,方向根据左手定则可得出.选项A正确.5.用两根细线把两个完全相同的圆形导线环悬挂起来,让两者等高平行放置,如图3-4-23所示.当两导线环中通入方向相同的电流I1、I2时,则有()A.两导线环相互吸引B.两导线环相互排斥C.两导线环无相互作用力D.两导线环先吸引后排斥解析:选A.通电的导线环周围能够产生磁场,磁场的基本性质是对放入其中的磁体或电流产生力的作用.由于导线环中通入的电流方向相同,两者同位置处的电流方向完全相同,相当于通入同向电流的直导线,据同向电流相互吸引的规律,判知两导线环应相互吸引,故A正确.6.图3-4-24(2011年苏州高二检测)如图3-4-24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.竖直向上解析:选D.先用安培定则判断螺线管的磁场方向,在A点导线处的磁场方向是水平向左的;再用左手定则判断出导线A 受到的安培力竖直向上.故选D.7.图3-4-25在等边三角形的三个顶点a、b、c处,各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等的恒定电流,方向如图3-4-25所示.过c点的导线所受安培力的方向()A.与ab边平行,竖直向上B.与ab边平行,竖直向下C.与ab边垂直,指向左边D.与ab边垂直,指向右边解析:选C.根据直线电流相互作用的规律可知a与c相互吸引,b与c也相互吸引,所以导线c所受的合力方向一定指向左边且与ab边垂直,故C选项正确.8.图3-4-26(2011年长沙市第一中学高二阶段性考试)如图3-4-26所示,放在台秤上的条形磁铁两极未知,为了探明磁铁的极性,在它中央的正上方固定一导线,导线与磁铁垂直,给导线通以垂直纸面向外的电流,则( )A .如果台秤的示数增大,说明磁铁左端是北极B .如果台秤的示数增大,说明磁铁右端是北极C .无论如何台秤的示数都不可能变化D .以上说法都不正确解析:选A.如果台秤的示数增大,说明导线对磁铁的作用力竖直向下,由牛顿第三定律知,磁铁对导线的作用力竖直向上,根据左手定则可判断,导线所在处磁场方向水平向右,由磁铁周围磁场分布规律可知,磁铁的左端为北极,A 正确,B 、C 、D 错误. 9.图3-4-27如图3-4-28所示,在倾角为α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,在导体棒中的电流I 垂直纸面向里时,欲使导体棒静止在斜面上,下列外加匀强磁场的磁感应强度B 的大小和方向正确的是( )A .B =mg sinαIL ,方向垂直斜面向上B .B =mg sinαIL,方向垂直斜面向下 C .B =mg cosαIL ,方向垂直斜面向下D .B =mg cosαIL,方向垂直斜面向上 解析:选A.由左手定则可知,若要使安培力和物体受到的重力和支持力平衡,磁场的方向应垂直于斜面向上,由平衡条件列方程得:mgsinα=ILB ,解得B =mgsinαIL,故选A. 二、计算题10.如图3-4-28所示,在倾角为37°图3-4-28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/s2)解析:支持力为0时导线的受力如图所示,由平衡条件得:F 安=mg tan37°=6×10-2×100.75N =0.8 N 由F 安=BIL 得B =F 安IL =0.81×0.4T =2 T 由B =0.4t 得t =B 0.4=20.4s =5 s.答案:5 s 11.图3-4-29(2011年洛阳市高二检测)如图3-4-29所示,PQ 和MN 为水平、平行放置的金属导轨,相距1 m ,导体棒ab 跨放在导轨上,导体棒的质量m =0.2 kg ,导体棒的中点用细绳经滑轮与物体相连,物体质量M =0.3 kg ,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 =2 T ,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?解析:为了使物体匀速上升,导体棒所受安培力方向应向左,由左手定则可知,导体棒中的电流方向应为a→b. 由平衡条件得:BIL =Mg +μmg解得:I =Mg +μmg BL =2 A 答案:2 A 方向a→b12.如图3-4-30所示,两平行光滑导轨相距为L图3-4-30=20 cm ,金属棒MN 的质量为m =10 g ,电阻R =8 Ω,匀强磁场的磁感应强度B =0.8 T ,方向竖直向下,电源电动势E =10 V ,内阻r =1 Ω,当开关S 闭合时,MN 恰好平衡,求变阻器R1的取值为多少?设θ=45°,g 取10 m/s2.解析:MN 受力分析如图所示,因MN 平衡,所以有mgsin θ=BILcos θ①由闭合电路欧姆定律得I =E R +R1+r② 由①②并代入数据得:R1=7 Ω.答案:7 Ω。
安培力洛伦兹力习题及答案
安培力洛伦兹力习题及答案安培力和洛伦兹力是物理学中重要的概念,它们在电磁学中有着广泛的应用。
下面我们来看一些关于安培力和洛伦兹力的习题及答案。
1. 一个长直导线中有电流I流过,求距离导线r处的安培力大小。
答案:根据安培力的公式F = BIL,其中B是磁感应强度,I是电流,L是导线长度。
由于是长直导线,所以磁感应强度B是常数。
因此,安培力大小与电流和距离成正比,即F ∝ I/r。
2. 一个长直导线中有电流I流过,求距离导线r处的洛伦兹力大小。
答案:洛伦兹力是指电流在磁场中受到的力。
根据洛伦兹力的公式F = BILsinθ,其中B是磁感应强度,I是电流,L是导线长度,θ是电流与磁场方向之间的夹角。
在这个问题中,由于导线是长直导线,所以θ = 90°,即电流与磁场方向垂直。
因此,洛伦兹力大小为F = BIL。
3. 一个长直导线中有电流I流过,求距离导线r处的洛伦兹力方向。
答案:根据洛伦兹力的公式F = BILsinθ,其中B是磁感应强度,I是电流,L是导线长度,θ是电流与磁场方向之间的夹角。
在这个问题中,由于导线是长直导线,所以θ = 90°,即电流与磁场方向垂直。
根据右手定则,当右手的四指指向电流方向,磁场方向垂直于手掌,洛伦兹力的方向指向右手的拇指方向。
4. 一个长直导线中有电流I流过,求距离导线r处的安培力和洛伦兹力的合力大小。
答案:由于安培力和洛伦兹力是同一物理现象的两种描述方式,它们的合力大小就是它们的大小之和。
因此,合力大小为F = BIL + BIL = 2BIL。
5. 一个长直导线中有电流I流过,求距离导线r处的安培力和洛伦兹力的合力方向。
答案:由于安培力和洛伦兹力是同一物理现象的两种描述方式,它们的合力方向就是它们的方向之和。
根据右手定则,安培力的方向垂直于电流方向和磁场方向,洛伦兹力的方向垂直于电流方向和磁场方向。
因此,合力的方向垂直于电流方向、磁场方向和导线的方向。
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(含答案解析)
一、选择题1.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 2.如图为电视显像管的俯视图,偏转线圈中没有通入电流时,电子束打在荧光屏正中的O 点,通过改变线圈中的电流,可使得电子打到荧光屏上各点,则( )A .电子在偏转线圈中被加速B .电子的偏转是因为电场力的作用C .若电子束打到A 点,线圈区域中有平行纸面向右的磁场D .若电子束打到A 点,线圈区域中有垂直纸面向外的磁场3.如图所示,在边界上方存在着垂直纸面向里的匀强磁场,两个比荷相同的正、负粒子(不计重力),从边界上的O 点以不同速度射入磁场中,入射方向与边界均成θ角,则正、负粒子在磁场中( )A .运动轨迹的半径相同B .重新回到边界所用时间相同C .重新回到边界时速度方向相同D .重新回到边界时与O 点的距离相等4.如图为回旋加速器的示意图,真空容器D形盒放在与盒面垂直的匀强磁场中,且磁感应强度B保持不变。
两盒间狭缝间距很小,粒子从粒子源A处(D形盒圆心)进入加速电场(初速度近似为零)。
D形盒半径为R,粒子质量为m、电荷量为+q,两D形盒间接电压为U的高频交流电源。
不考虑相对论效应,粒子所受重力和带电粒子穿过狭缝的时间不计。
下列论述正确的是()A.粒子的能量是由加速电场提供的,能获得的最大动能与加速电压U有关B.若粒子的质量不变,电荷量变为+2q,D形盒间所接高频交流电源的频率不变C.若粒子的质量不变,电荷量变为+2q,粒子能获得的最大动能增加一倍D.若增大加速电压U,则粒子在D型盒内运动的总时间减少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.如图所示,倾角为θ的粗糙绝缘斜面(足够长)置于方向垂直纸面向外的匀强磁场中,磁感应强度为B。
(完整版)安培力和洛伦兹力测试题
安培力和洛伦兹力一、选择题1.如图所示,长为2L 的直导线拆成边长相等、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,磁场的磁感应强度为B ,当在该导线中通以大小为I 的电流时,该V 形通电导线受到的安培力大小为( )A .0B .0.5BILC .BILD .2BIL2.某同学画的表示磁场B 、电流I 和安培力F 的相互关系如图所示,其中正确的是( )3.对磁感应强度的定义式IL F B 的理解,下列说法正确的是 ( ) A .磁感应强度B 跟磁场力F 成正比,跟电流强度I 和导线长度L 的乘积成反比B .公式表明,磁感应强度B 的方向与通电导体的受力F 的方向相同C .磁感应强度B 是由磁场本身决定的,不随F 、I 及L 的变化而变化D .如果通电导体在磁场中某处受到的磁场力F 等于0,则该处的磁感应强度也等于04.如图所示,矩形导线框abcd 与无限长通电直导线MN 在同一平面内,直导线中的电流方由M 到N ,导线框的ab 边与直导线平行。
若直导线中的电流增大,导线框中将产生感应电流,导线框会受到安培力的作用,则以下关于导线框受到的安培力的判断正确的是( )A .导线框有两条边所受安培力的方向相同B .导线框有两条边所受安培力的大小相同C .导线框所受的安培力的合力向左D .导线框所受的安培力的合力向右5.如图所示,在绝缘的水平面上等间距固定着三根相互平行的通电直导线a 、b 和c ,各导线中的电流大小相同,其中a 、c 导线中的电流方向垂直纸面向外,b 导线电流方向垂直纸面向内。
每根导线都受到另外两根导线对它的安培力作用。
关于每根导线所受安培力的合力,以下说法中正确的是( )A .导线a 所受安培力的合力方向向右B .导线c 所受安培力的合力方向向右C .导线c 所受安培力的合力方向向左D .导线b 所受安培力的合力方向向左6.如图所示,有一固定在水平地面上的倾角为θ的光滑斜面,有一根水平放在斜面上的导体棒,长为L ,质量为m ,通有垂直纸面向外的电流I 。
安培力与洛伦兹力-专题附解析
安培力与洛伦兹力一、单项选择题(本题共12个小题,每小题5分,共60分。
每小题只有一个选项符合题意)1.下列有关洛伦兹力和安培力的描述,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.安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现C.带电粒子在匀强磁场中运动,受到的洛伦兹力做正功D.通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行答案 B解析当电流方向与磁场方向平行时,通电直导线不受安培力,故A错误;导线中定向移动的电荷受到的洛伦兹力在宏观上表现为导线受到的安培力,所以说安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现,B正确;洛伦兹力的方向与电荷运动方向始终垂直,因此洛伦兹力对电荷不做功,C错误;通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向垂直,D错误。
2.不计重力的粒子沿虚线方向射入如图所示的正交匀强电场和匀强磁场,下列说法正确的是()A.若粒子匀速穿过极板间,粒子一定带负电荷B.粒子不能匀速穿过磁场C.电场力一定做正功D.粒子在运动时电势能可能减小答案 D解析粒子在匀强电场和磁场中分别受到电场力和洛伦兹力的作用,当粒子为正电荷时,电场力方向向下,洛伦兹力方向向上,粒子能够直线穿过,则有q Ud=q v B,即v=UBd,故无论粒子带何种电荷,当粒子速度达到v=UBd时,均能匀速穿过磁场,此时电场力不做功,所以A、B、C错误;若U增大或d减小,粒子此时q U d>q v B,电场力做正功,电势能减小,所以D正确。
3.如图,两根平行放置、长度均为L的直导线a和b,放置在与导线所在平面垂直的匀强磁场中。
当a导线通有电流大小为I、b导线通有电流大小为2I,且电流方向相反时,a导线受到的磁场力大小为F1,b导线受到的磁场力大小为F2,则b通电导线的电流在a导线处产生的磁感应强度大小为()A.F22IL B.F1 ILC.2F1-F22IL D.2F1-F2IL答案 D解析两个导线间的作用力是相互作用力,根据牛顿第三定律,等大、反向、共线,大小设为F ab对左边电流,有F1=BIL+F ab对右边电流,有F2=2BIL+F ab两式联立解得F ab=2F1-F2则b通电导线的电流在a导线处产生的磁感应强度大小为B′=F abIL=2F1-F2IL。
安培力洛伦兹力练习题
1、如图所示,两根互相绝缘、垂直放置的直导线ab和cd,分别通有方向如图的电流,若通电导线ab固定不不动,导线cd能自由运动,则它的运动情况是( ).A.顺时针转动,同时靠近导线ab B.顺时针转动,同时远离导线abC.逆时针转动,同时靠近导线ab D.逆时针转动,同时远离导线ab2.一段通电导线平行于磁场方向放入匀强磁场中,导线上的电流方向由左向右,如下图所示.在导线以其中心点为轴转动90°的过程中,导线受到的安培力( )A.大小不变,方向不变 B.由零增大到最大,方向时刻改变C.由最大减小到零,方向不变D.由零增大到最大,方向不变3.如下图所示,F是磁场对通电直导线的作用力,其中正确的示意图是( )4.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5.如图所示,用细绳悬于O点的可自由转动的通电导线AB放在蹄形磁铁的上方,当导线中通以图示方向电流时,从上向下看,AB的转动方向及细绳中张力变化的情况为( ) A.AB顺时针转动,张力变大 B.AB逆时针转动,张力变小C.AB顺时针转动,张力变小 D.AB逆时针转动,张力变大`6.如图3-4-8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图3-4-8(D)磁铁对桌面压力增大,受到桌面的摩擦力作用7.如右图所示,A为一水平旋转的橡胶盘,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,电流方向如右图.当圆盘高速绕中心轴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8.两个相同的圆形线圈,通以方向相同但大小不同的电流I1和I2,如图所示。
安培力合洛伦兹力练习题
安培力和洛伦兹力练习题安培力练习题1、如图所示,是一段导线在磁场中的受力分析示意图,其中正确的图示是× × × × × × ×····· F B× ×F× × × ×I (I)× × × × × × B ··F··B I F I× × × × × × ×····· BA B C D2、(2009·海南单科高考)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( ).3、通电矩形线框abcd与长直通电导线MN在同一平面内,如图3-4-21所示,ab边与MN平行.关于MN的磁场对线框的作用力,下列说法正确的是( ) 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等C.线框所受的安培力的合力方向向左D.线框所受的安培力的合力方向向右4.如图所示,条形磁铁放在水平粗糙桌面上,它的右上方附近固定有一根长直导线,导线中通与了方向垂直纸面向里(即与条形磁铁垂直)的电流,与原来没有放置通电导线时相比较,磁铁受到的支持力N和摩擦力f的变化情况是A、N减小了B、N增大了C、f始终为0D、f不为0,且方向向右5.(2009年高考全国卷Ⅰ)如图3-4-22,一段导线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.线段ab、bc和cd 的长度均为L,且∠abc=∠bcd=135°.流经导线的电流为I,方向如图中箭头所示.导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力( )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)ILB C.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)ILB6.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?7.(6分)如图所示,在与水平方向成60°角的光滑金属导轨间连一电源,在相距1m的平行导轨上放一重力为3N的金属棒ab,棒上通过3A的电流,磁场方向竖直向上,这时金属棒恰好静止,求:(1)匀强磁场的磁感强度为多大?(2)ab棒对导轨的压力为多大?洛伦兹力练习题1、下列说法中正确的是A、所有电荷在电场中都要受到电场力的作用B、所有电荷在磁场中都要受到磁场力的作用C、一切运动电荷在磁场中都要受到磁场力的作用D、电荷在磁场中运动,当垂直于磁场方向的速度分量不为零时,才受到磁场力的作用2、如图所示,磁感应强度B、正电荷运动方向v和磁场对电荷作用力F,三者互相垂直,能正确表示三者关系的图是()3、如果某运动电荷在某处受到的洛伦兹力为零,则A.该处的磁感应强度一定不为零B.该处的磁感应强度一定与该电荷的运动方向垂直C.如果该电荷的速率为v,受到的洛伦兹力为F,那么磁感应强度B一定为F/qvD.该处的磁感应强度可能为零4、如图所示是用电子射线管演示带电粒子在磁场中受洛仑兹力的实验装置,图中虚线是带电粒子的运动轨迹,那么下列关于此装置的说法正确的有A.A端接的是高压直流电源的正极B.A端接的是高压直流电源的负极C.C端是蹄形磁铁的N极D.C端是蹄形磁铁的S极5、关于安培力和洛伦兹力,下列说法正确的是A.安培力和洛伦兹力是性质不同的两种力B.安培力和洛伦兹力的本质都是磁场对运动电荷的作用力C.这两种力都是效果力,其实并不存在,原因是不遵从牛顿第三定律D.安培力对通电导体做功,洛伦兹力对运动电荷不做功6、一长螺线管中通有大小和方向都随时间变化的电流,把一个带电粒子沿螺线管轴线射入管中,不计其重力,粒子在螺线管中A .做圆周运动B .沿轴线来回运动C .做匀加速直线运动D .做匀速直线运动7、质量为m ,电荷量为q 的负电粒子,以初速度v 0垂直进入磁感应强度为B 、宽度为L 的匀强磁场区域,如图所示。
安培力与洛伦力实验专题练习
安培力与洛伦力实验专题练习安培力与洛伦力实验专题练习学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、实验题1.某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验。
两根金属导轨ab和a1b1,固定在同一水平面内且相互平行,足够大的电磁铁(未画出)的N极位于两导轨的正上方,S极位于两导轨的正下方,一金属棒置于导轨上且与两导轨垂直。
(不计金属导轨的电阻和摩擦)(1)在开关闭合后,金属棒向_________(选填“左侧”或“右侧”)移动。
(2)为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度,有人提出以下建议:A.适当增加两导轨间的距离B.保持两个导轨间距不变,换一根更长的金属棒C.将滑动变阻器滑片向左移动D.把磁铁换成磁性更强的足够大的钕铁硼磁铁其中正确的是_________(填入正确选项前的字母)。
(3)如果将电路中电流方向反向,磁场也反向,金属棒将会向_____(选填“左侧"或“右侧”)移动。
2.磁体和电流之间、磁体和运动电荷之间、电流和电流之间都可通过磁场而相互作用,此现象可通过以下实验证明:(1)如图(a)所示,在重复奥斯特的电流磁效应实验时,为使实验方便效果明显,通电导线应______.此时从上向下看,小磁针的旋转方向是_________________(填顺时针或逆时针).A.平行于南北方向,位于小磁针上方B.平行于东西方向,位于小磁针上方C.平行于东南方向,位于小磁针下方D.平行于西南方向,位于小磁针下方(2)如图(b)所示是电子射线管示意图.接通电源后,电子射线由阴极沿x轴方向射出,在荧光屏上会看到一条亮线.要使荧光屏上的亮线向下(z轴负方向)偏转,在下列措施中可采用的是__________.(填选项代号)A.加一磁场,磁场方向沿z轴负方向B.加一磁场,磁场方向沿y轴正方向C.加一电场,电场方向沿z轴负方向D.加一电场,电场方向沿y轴正方向(3)如图(c)所示,两条平行直导线,当通以相同方向的电流时,它们相互________(填排斥或吸引),当通以相反方向的电流时,它们相互___________(填排斥或吸引),这时每个电流都处在另一个电流的磁场里,因而受到磁场力的作用.也就是说,电流和电流之间,就像磁极和磁极之间一样,也会通过磁场发生相互作用.3.某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验.两根金属导轨ab和a1b1固定在同一水平面内且相互平行,足够大的电磁铁(未画出)的N极位于两导轨的正上方,S极位于两导轨的正下方,一金属棒置于导轨上且两导轨垂直.(1)在图中画出连线,完成实验电路.要求滑动变阻器以限流方式接入电路,且在开关闭合后,金属棒沿箭头所示的方向移动.(2)为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度,有人提出以下建议:A.适当增加两导轨间的距离B.换一根更长的金属棒C.适当增大金属棒中的电流其中正确的是_____(填入正确选项前的标号)4.霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器,用它可以检测磁场及其变化,图甲为使用霍尔元件测量通电直导线产生磁场的装置示意图,由于磁芯的作用,霍尔元件所处区域磁场可看做匀强磁场,测量原理如乙图所示,直导线通有垂直纸面向里的电流,霍尔元件前、后、左、右表面有四个接线柱,通过四个接线柱可以把霍尔元件接入电路,所用器材已在图中给出并已经连接好电路。
安培力、洛伦兹力练习题(1)
cb a上右安培力、洛伦兹力练习题(1)安培力1.如图所示,条形磁铁放在桌面上,一根通电直导线由S 极的上端平移到N 极的上端的过程,导线保持与磁铁垂直,导线中的电流方向向内.则这个过程中磁铁受到的摩擦力(磁铁保持静止)( ) A 为零 B .方向由向左变为向右 C 方向保持不变 D .方向由向右变为向左2. 在等边三角形的三个顶点a 、b 、c 处各有一条长直导线垂直 穿过纸面,导线中通有大小相同的恒定电流,方向如图。
过c 点 的导线所受安培力的方向为( )A.与ab 平行,竖直向上B.与ab 平行,竖直向下C.与ab 边垂直,指向左边D.与ab 边垂直,指向右边3. 两根相互垂直的异面通电直导线AB 和CD (电流I 方向如图),其中AB 固定不动,CD 可自由移动,则CD 运动的情况是( )A. 逆时针转动,同时靠近AB ;B. 逆时针转动,同时远离AB ;C. 顺时针转动,同时远离AB ;D. 顺时针转动,同时靠近AB 。
4.在条形磁铁N 极附近,放置一通有方向如图电流I 的轻质线圈abcd ,则线圈运动情况是( )A.ab 边转向纸外,cd 边转向纸里,同时靠近N 极;B.ab 边转向纸外,cd 边转向纸里,同时远离N 极;C.ab 边转向纸里,cd 边转向纸外,同时靠近N 极;D.ab 边转向纸里,cd 边转向纸外,同时远离N 极。
5.直角三角形形状的闭合导线框abc 通以顺时针方向的电流I ,放在匀强磁场中,线框平面与磁场方向垂直,ab ∶bc ∶ca=3∶4∶5,线框受到的安培力的合力为: (A)垂直于ab 向左. (B)垂直于bc 向下. (C)垂直于ca 斜向上. (D)为零.6.如图所示,导体棒ab 质量为m ,电阻为R ,放在与水平面夹角为a 的倾斜金属导轨上,导轨间距为d ,电阻不计,系统处于竖直向上磁感应强度为B 的匀强磁场中,电池内阻不计. (1)导体光滑时,电源电动势E 为多大才能使导体棒静止在导轨上? (2)若导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ,且不通电时导体杆不能静止在导轨上,要使杆静止在导轨上,E 应为多大ABCDN ab cdIa洛伦兹力1.如图所示,匀强磁场的磁感应强度均为B ,带电粒子的速率均为v ,带电荷量均为q .试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小,并指出洛伦兹力的方向.2.如图所示,x 轴上方有垂直纸面向里的匀强磁场.有两个质量相同,电荷量也相同的带正、负电的离子(不计重力),以相同速度从O 点射入磁场中,射入方向与x 轴均夹θ角.则正、负离子在磁场中( ) A.运动时间相同 B.运动轨道半径相同 C.重新回到x 轴时速度大小和方向均相同 D.重新回到x 轴时距O 点的距离相同3.如图所示,在x 轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B 的匀强磁场,一个不计重力的带电粒子从坐标原点O 处以速度v 进入磁场,粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x 轴正方向成120°角,若粒子穿过y 轴正半轴后在磁场中到x 轴的最大距离为a,则该粒子的荷质比和所带电荷的正负是( )A.aB 23v,正电荷B.aB 2v,正电荷C.aB 23v,负电荷D. aB 2v,负电荷4.三个速度大小不同的同种带电粒子,沿同一方向从长方形区域的匀强磁场上边缘射入,当它们从下边缘飞出时对入射方向的偏角分别为90°、60°、30°,则它们在磁场中运动的时间之比为( ).1:1:1 B .1:2:3 C .3:2:1 D .1:2:35.如图所示,一束电子(电量为e )以速度v0垂直射入磁感应强度为B ,宽为d 的匀强磁场中,穿出磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角为30°,则电子的质量是多少?穿过磁场的时间是多少?6.如图所示,宽为d 的匀强磁场的磁感应强度为B ,方向垂直于纸面向里.现有一个电量为-q ,质量为m 的粒子(不计重力),从a 点以垂直于磁场边界PQ 并垂直于磁场的方向射入磁场,然后从磁场上边界MN 上的b 点射出磁场.已知ab 连线与PQ 成60º,求该带电粒子射出磁场时的速度大小。
(必考题)初中高中物理选修二第一章《安培力与洛伦兹力》习题(答案解析)
一、选择题1.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 2.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。
以下列两种方式在空间中加上匀强磁场可使导体棒静止在斜面上:(1)磁场方向垂直于斜面向上,磁感应强度大小为B 1;(2)磁场方向竖直向上,磁感应强度大小为B 2。
则( )A .两种情况下,导体棒所受的安培力大小相等B .两种情况下,斜面对导体棒的支持力大小相等C .12B B =D .12cos B B θ=3.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/s 2。
已知sin 37︒=0.6,cos 37︒=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0.06N4.一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5.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6.如下图所示,导电物质为电子(电量为e)的霍尔元件长方体样品于磁场中,其上下表面均与磁场方向垂直,其中的1、2、3、4是霍尔元件上的四个接线端。
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安培力与洛伦力实验专题练习学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、实验题1.某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验。
两根金属导轨ab和a1b1,固定在同一水平面内且相互平行,足够大的电磁铁(未画出)的N极位于两导轨的正上方,S 极位于两导轨的正下方,一金属棒置于导轨上且与两导轨垂直。
(不计金属导轨的电阻和摩擦)(1)在开关闭合后,金属棒向_________(选填“左侧”或“右侧”)移动。
(2)为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度,有人提出以下建议:A.适当增加两导轨间的距离B.保持两个导轨间距不变,换一根更长的金属棒C.将滑动变阻器滑片向左移动D.把磁铁换成磁性更强的足够大的钕铁硼磁铁其中正确的是_________(填入正确选项前的字母)。
(3)如果将电路中电流方向反向,磁场也反向,金属棒将会向_____(选填“左侧"或“右侧”)移动。
2.磁体和电流之间、磁体和运动电荷之间、电流和电流之间都可通过磁场而相互作用,此现象可通过以下实验证明:(1)如图(a)所示,在重复奥斯特的电流磁效应实验时,为使实验方便效果明显,通电导线应______.此时从上向下看,小磁针的旋转方向是_________________(填顺时针或逆时针).A.平行于南北方向,位于小磁针上方B.平行于东西方向,位于小磁针上方C.平行于东南方向,位于小磁针下方D.平行于西南方向,位于小磁针下方(2)如图(b)所示是电子射线管示意图.接通电源后,电子射线由阴极沿x轴方向射出,在荧光屏上会看到一条亮线.要使荧光屏上的亮线向下(z轴负方向)偏转,在下列措施中可采用的是__________.(填选项代号)A.加一磁场,磁场方向沿z轴负方向B.加一磁场,磁场方向沿y轴正方向C.加一电场,电场方向沿z轴负方向D.加一电场,电场方向沿y轴正方向(3)如图(c)所示,两条平行直导线,当通以相同方向的电流时,它们相互________(填排斥或吸引),当通以相反方向的电流时,它们相互___________(填排斥或吸引),这时每个电流都处在另一个电流的磁场里,因而受到磁场力的作用.也就是说,电流和电流之间,就像磁极和磁极之间一样,也会通过磁场发生相互作用.3.某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验.两根金属导轨ab和a1b1固定在同一水平面内且相互平行,足够大的电磁铁(未画出)的N极位于两导轨的正上方,S 极位于两导轨的正下方,一金属棒置于导轨上且两导轨垂直.(1)在图中画出连线,完成实验电路.要求滑动变阻器以限流方式接入电路,且在开关闭合后,金属棒沿箭头所示的方向移动.(2)为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度,有人提出以下建议:A.适当增加两导轨间的距离B.换一根更长的金属棒C.适当增大金属棒中的电流其中正确的是_____(填入正确选项前的标号)4.霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器,用它可以检测磁场及其变化,图甲为使用霍尔元件测量通电直导线产生磁场的装置示意图,由于磁芯的作用,霍尔元件所处区域磁场可看做匀强磁场,测量原理如乙图所示,直导线通有垂直纸面向里的电流,霍尔元件前、后、左、右表面有四个接线柱,通过四个接线柱可以把霍尔元件接入电路,所用器材已在图中给出并已经连接好电路。
(1)制造霍尔元件的半导体参与导电的自由电荷带负电,电流从乙图中霍尔元件右侧流入,左侧流出,霍尔元件______(填“前表面”或“后表面”)电势高;(2)已知霍尔元件单位体积内自由电荷数为n,每个自由电荷的电荷量为e,霍尔元件的厚度为h。
为测量霍尔元件所处区域的磁感应强度B,根据乙图中所给的器材和电路,还必须测量的物理量有______(写出具体的物理量名称及其符号),计算式B=______。
5.霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器,用它可以检测磁场及其变化,广泛应用于测量和自动控制等领域. 在电动自行车中有多处用了霍尔传感器,最典型的是测速、调速转把、断电刹把以及电动车无刷电机和霍尔助力传感器等。
实验表明,铜以及大多数金属的导电物质是带负电荷的电子,但锌中的导电物质带的是正电。
(1)霍尔元件的原理图如图所示,若制作霍尔元件的材料使用的是锌,通入如图所示的电流后,N表面的电势_________M表面的电势(填“高于”、“低于”、“等于”);(2)霍尔元件能够把磁学量_________转换为电学量_________(填物理量的名称)。
6.长郡中学物理兴趣小组为调查研究小化工厂排污口管道的排污量,找来一个圆形塑料空管作为排污管道,用20分度游标卡尺测量了管道内径d,测量结果如图甲所示。
如图乙所示,在管道位置施加水平向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,沿管道内壁上下两侧紧贴内壁插入金属探片M和N,两金属探片间距等于管道内直径,并用灵敏电压表与金属探片相连。
然后让含有大量正负离子的污水充满整个管道流动,测得电压表的示数为U。
(1)管道内径d=______mm。
(2)电压表正接线柱与______(填“上侧”或“下侧”)金属探片相连。
(3)通过此管道的污水流量Q=______(单位时间内流过管道污水的体积,用题中所给符号表示)。
7.用图甲所示装置测量磁场的磁感应强度和某导电液体(有大量的正、负离子)的电阻率.水平管道长为l、宽度为d、高为h,置于竖直向上的匀强磁场中.管道上下两面是绝缘板,前后两侧面M、N是电阻可忽略的导体板,两导体板与开关S、电阻箱R、灵敏电流表G(内阻为R g)连接.管道内始终充满导电液体,液体以恒定速度v自左向右通过.闭合开关S,调节电阻箱的取值,记下相应的电流表读数.(1)图乙所示电阻箱接入电路的电阻值为________Ω.(2)与N板相连接的是电流表G的_________极(填“正”或“负”).(3)图丙所示的电流表读数为_________μA.(4)将实验中每次电阻箱接入电路的阻值R与相应的电流表读数I绘制出1RI-图象为图丁所示的倾斜直线,其延长线与两轴的交点坐标分别为(-a,0)和(0,b),则磁场的磁感应强度为_________,导电液体的电阻率为________.8.课堂上,小王老师做了如图所示的实验,给直导线(铝棒)通电,观察到直导线运动起来。
这个实验现象说明__________(选填“磁场可以产生电流”“电流产生磁场”或“磁场对电流有力的作用”),利用这种现象制成的是_____(选填“电动机”或“发电机”)。
若只改变直导线中的电流方向而其它条件不变,则直导线所受安培力方向与原来的安培力方向_____(填“相同”或“相反”)。
9.如图所示是“探究影响通电导线受力的因素”的装置图。
实验时,先保持导线通电部分的长度不变,改变电流的大小;然后保持电流不变,改变导线通电部分的长度。
每次导体棒在场内同一位置平衡时,悬线与竖直方向的夹角为θ。
对该实验:(1)下列说法正确的是___________A.该实验探究了电流大小以及磁感应强度大小对安培力的影响B.该实验探究了磁感应强度大小以及通电导体棒对安培力的影响C.若想增大θ,可以把磁铁的N级和S级对调D.若想减小θ,可以把接入电路的导体棒从1、4换成2、3两端(2)若把电流为I,且接通2、3时,导体棒受到的安培力记为F1,当电流减半且接通1、4时,导体棒受到的安培力为__________________。
10.某物理兴趣小组为测量磁感应强度设计了如图所示的实验装置。相距为L的平行光滑导轨水平放置,平行导轨处在匀强磁场中,导轨上放置一长度也为L的导体棒。
导体棒上系两根平行绝缘细线,分别连接到两个相同的拉力传感器上,导轨右端连接一电阻箱和电池,电池电动势为E,电池内阻、导轨电阻及导体棒电阻均不计。
(1)匀强磁场的方向为_____(选填“水平向左”“水平向右”“垂直纸面向里”或“垂直纸面向外”)。
(2)多次改变电阻箱的阻值R,得到对应的拉力传感器显示的数值F,现以F为纵轴,要得到线性图像,横轴应该为_____。
(3)若得到的线性图像的斜率为k,则匀强磁场的磁感应强度B=_______。
参考答案1.左侧 ACD 左侧【解析】【分析】【详解】(1)[1]根据题意可知,磁场方向竖直向下,电流方向垂直纸面向里。
所以根据左手定则可得安培力方向为水平向左,故导体棒向左侧运动。
(2)[2]ACD .根据公式F BIL =可得,适当增加导轨间的距离或者增大电流或者增大磁场磁感应强度,可增大金属棒受到的安培力,根据动能定理得212Fs mgs mv μ-= 则金属棒离开导轨时的动能变大,即离开导轨时的速度变大,ACD 正确;B .若换用一根更长的金属棒,但金属棒切割磁感线的有效长度即导轨间的宽度不变,安培力F 不变,棒的质量变大,由v =可知速度变小,故B 错误。
故选ACD 。
(3)[3]都反向后,电流垂直纸面向外,磁场方向竖直向上,根据左手定则可得安培力方向仍向左,故导体棒仍向左侧移动。
2.A 逆时针 B 吸引 排斥【解析】【分析】【详解】(1)无通电导线时小磁针S 极向南,所以为使实验方便效果明显,导线应平行于南北方向位于小磁针上方,根据左手定则,可以判断出从上向下看小磁针旋转方向为逆时针,故选A ; (2)电子束运动径迹发生了弯曲,这表明运动电荷受到了磁场力,由左手定则知a 为阴极;故B 对.(3)由图可知,当通入的电流方向相同时,导线靠拢,说明两导线相互吸引;当通入电流方向相反时,导线远离,说明两导线相互排斥;3.(1)如图所示:(2)AC【解析】试题分析:(1)如图所示,注意滑动变阻器的接法是限流接法.(2)根据公式F BIL =可得适当增加导轨间的距离或者增大电流,可增大金属棒受到的安培力,根据动能定理212Fs fs mv -=可知金属棒离开导轨时的动能变大,即离开导轨时的速度变大,AC 正确;若换用一根更长的金属棒,但金属棒切割磁感线的有效长度即导轨间的宽度不变,所以对最后的速度没有影响,B 错误.【学科网考点定位】考查了研究安培力实验【方法技巧】对于高中实验,要求能明确实验原理,认真分析各步骤,从而明确实验方法;同时注意掌握图像的性质,能根据图像进行分析,明确对应规律的正确应用.4.后表面 电压表示数U ,电流表示数IUneh I【解析】【分析】【详解】(1)[1]磁场是直线电流产生,根据安培定则,磁场方向向下;电流向左,根据左手定则,安培力向外,载流子是负电荷,故前表面带负电,后表面带正电,故后表面电势较高。
(2)[2][3]设前后表面的厚度为d ,最终电子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡有:=U qqvB d根据电流微观表达式,有: ==I neSv nedhv联立解得:=Uneh B I因此还必须测量的物理量有:电压表读数U ,电流表读数I 。