1、简答题  
（1）实验室里可以用图（1）所示的小罗盘估测条形磁铁磁场的磁感应强度．方法如图（2）所示，调整罗盘，使小磁针静止时N极指向罗盘上的零刻度（即正北方向），将条形磁铁放在罗盘附近，使罗盘所在处条形磁铁的方向处于东西方向上，此时罗盘上的小磁针将转过一定角度．若已知地磁场的水平分量Bx，为计算罗盘所在处条形磁铁磁场的磁感应强度B，则只需知道______，磁感应强度的表达式为B=______．
（2）如图（3）所示，蹄形磁铁水平放置，在磁场中有一水平光滑导轨通过接线柱P、Q与导线相连，导轨上面搁有一导体细棒AB．导线将AB棒、电源、变阻器、电键等构成电路．闭合电键，可观察到导体棒AB向______运动（填“左”或“右”），此现象表明通电导线在磁场中______．
（3）如图（4）所示，质量是m=10g的铜导线ab放在光滑的宽度为0.5m的金属滑轨上，滑轨平面与水平面倾角为30°，ab静止时通过电流为10A，要使ab静止，磁感强度至少等于______，方向为______．（取g=10m/s2）

参考答案：（1）磁针指向为合磁场方向，知道了地磁场的水平分量Bx，根据矢量合成法则可知只要知道罗盘上指针的偏转角，即可求出罗盘所在处条形磁铁磁场的磁感应强度B．
由图2可知：tanθ=BBx，因此有：B=Bxtanθ．
故答案为：罗盘上指针的偏转角；Bxtanθ．
（2）根据左手定则可知：让四指指向电流方向，磁场方向穿过手心，则大拇指指向为所受力的方向，由此可知导体棒AB向左运动 ，说明通电导线在磁场中会受到力的作用．
故答案为：左；会受到力的作用．
（3）画出ab棒受力分析图可知，要使棒静止，当磁场方向垂直轨道平面向上时，此时安培力最小，即磁感应强度最小．
因此有：mgsinθ=BIL
B=mgisnθIL=0.01T
故答案为：0.01T；垂直轨道平面向上．

本题解析：

本题难度：一般

2、计算题  （20分）如图所示，一矩形轻质柔软反射膜可绕过O点垂直纸面的水平轴转动，其在纸面上的长度OA为L1，垂直纸面的宽度为L2。在膜的下端（图中A处）挂有一平行于转轴，质量为m，长为L2的导体棒使膜绷成平面。在膜下方水平放置一足够大的太阳能光电池板，能接收到经反射膜反射到光电池板上的所有光能，并将光能转化成电能。光电池板可等效为一个电池，输出电压恒定为U；输出电流正比于光电池板接收到的光能（设垂直于入射光单位面积上的光功率保持恒定）。导体棒处在方向竖直向上的匀强磁场B中，并与光电池构成回路，流经导体棒的电流垂直纸面向外（注：光电池与导体棒直接相连，连接导线未画出）。

（1）若有一束平行光水平入射，当反射膜与竖直方向成＝60时，导体棒处于受力平衡状态，求此时电流强度的大小和光电池的输出功率。
（2）当变成45时，通过调整电路使导体棒保持平衡，光电池除维持导体棒力学平衡外，不能输出多少额外电功率？

参考答案：（1）
（2）

本题解析：
（1）导体棒所受安培力??①
导体棒有静力平衡关系?②
解得??③
所以当=时，
光电池输出功率为
（2）当时，根据③式可知维持静力平衡需要的电流为

根据几何关系可知?
可得
而光电池产生的电流为?
所以能提供的额外电流为
可提供额外功率?

本题难度：一般

3、填空题  长为0.2m的直导线，通有0.4A的稳恒电流，该导线处于磁感应强度为1.0T的匀强磁场中，该通电直导线所受到的安培力的最大值为?N，最小值为?N

参考答案：0.08 0

本题解析：当导线和磁场方向垂直时，安培力最大为
当导线和磁场方向平行时，安培力最小，为0
点评：关键是知道安培力大小和导线与磁场方向关系有关

本题难度：简单

4、简答题  如图所示，一根金属棒MN，两端用细软导线连接后悬挂于固定的金属棒PQ上的a、b两点，该导体框处于一足够大的匀强磁场内，该磁场的方向垂直纸面向里．当该磁场强度逐渐增大时，以下判断正确的______：
A．悬线的弹力变小
B．悬线的弹力变大
C．悬线的弹力不变
D．以上说法均不正确．

参考答案：当该磁场强度逐渐增大时，根据楞次定律可知回路中感应电流的磁场方向向外，根据安培定则可知MN中电流方向由M指向N，根据左手定则可知MN所受安培力向上，设悬线拉力为T，则有：
T=mg-BIL
由于磁场不断增强，安培力F=BIL逐渐增大，因此悬线拉力T将变小，故BCD错误，A正确．
故选A．

本题解析：

本题难度：一般

5、填空题  在磁感应强度B的匀强磁场中，垂直于磁场放入一段通电导线．若任意时刻该导线中有N个以速度v做定向移动的电荷，每个电荷的电量为q．则每个电荷所受的洛伦兹力f=______，该段导线所受的安培力为F=______．

参考答案：根据运动电荷在磁场中运动时所受洛伦兹力可知导体中电荷所受洛伦兹力为：f=qvB，导体中的运动电荷运动方向相同，故所受洛伦兹力方向相同，所以该段导线所受的安培力为：F=NqvB．
故答案为：qvB，NqvB．

本题解析：

本题难度：一般