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1、计算题 (12分)如图甲所示,无限长的直导线与y轴重合,通有沿+y方向的恒定电流,该电流在其周围产生磁场的磁感应强度B与横坐标的倒数的关系如图乙所示(图中、均为已知量).图甲中,坐标系的第一象限内,平行于x轴的两固定的金属导轨间距为L,导轨右端接阻值为R的电阻,左端放置一金属棒ab.ab棒在沿+x方向的拉力作用下沿导轨运动(ab始终与导轨垂直且保持接触良好),产生的感应电流恒定不变.已知ab棒的质量为m,经过处时的速度为,不计棒、导轨的电阻.
(1)判断ab棒中感应电流的方向;
(2)求ab棒经过时的速度和所受安培力的大小.
参考答案:(1)感应电流的方向从a到b;(2)
本题解析:(1)由安培定则,导轨所在磁场垂直纸面向里,由右手定则,感应电流方向a→b ①
(2)因帮众感应电流恒定不变,有B0Lv0=BLv ②
由图象知, ③
解②③得 v=3v0 ④
由③得 ⑤
F安=BIL== ⑥
考点:右手定则、法拉第电磁感应定律
本题难度:一般
2、选择题 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( )
参考答案:ABC
本题解析:熟练应用左手定则是解决本题的关键,在应用时可以先确定一个方向,然后逐步进行,如可先让磁感线穿过手心,然后通过旋转手,让四指和电流方向一致或让大拇指和力方向一致,从而判断出另一个物理量的方向,用这种程序法,防止弄错方向
A、由左手定则知A图中安培力方向竖直向上;正确
B、由左手定则知B图中安培力方向水平向右;正确
C、由左手定则知C图中安培力方向垂直电流方向向上;正确
D、由左手定则知D图中安培力方向竖直向下;错误
故选ABC
考点:左手定则
点评:左手定则中涉及物理量及方向较多,在应用过程中容易出现错误,要加强练习,增加熟练程度。
本题难度:一般
3、选择题 关于磁场,下面说法中正确的是:(?)
A.最早发现通电导线周围存在磁场的科学家是法拉第
B.磁感线可以用细铁屑来模拟显示,因而是真实存在的
C.磁场中某一点磁感应强度的方向,与小磁针静止时N极在该点的受力方向相同
D.若在某区域内通电导线不受磁场力的作用,则该区域的磁感应强度一定为零
参考答案:C
本题解析:最早发现电生磁的科学家是奥斯特,因此A错。磁感线只是用来借鉴描述磁场强弱的虚拟的线,该线某点的切线方向代表磁场方向,所以B错。在磁场中规定小磁针静止时N所指的方向或者N极的受力方向即为该点磁场方向,因此C对。在磁场中,若电流元方向与磁场方向平行,不会受到安培力,因此,不受磁场力作用也许是因为与磁场方向平行,不能说明磁场强度一定为零,D错
点评:此类题型考察了磁场的相关性质。磁场与电场具有很多雷同之处,例如都可以用虚拟的线来间接反映场的分布等。
本题难度:简单
4、选择题 下列说法中正确的是(?)
A.若电荷在某处不受电场力作用,则该处电场强度一定为零
B.若电荷在某处不受磁场力作用,则该处的磁感应强度一定为零
C.将通电导体置于匀强磁场中,若导体长度和电流大小一定,那么导体所受的安培力大小也是一定的
D.在磁感应强度为B的匀强磁场中,长为L、电流为I的通电直导线所受到的安培力的大小,介于零(含零)和BIL(含BIL)之间
参考答案:AD
本题解析:由得,,,则一定E=0。A正确。由公式得,F=0,有可能B=0也有可能,还可能,但B、v平行,B错,C中未考虑B和I的夹角,C错。B、I、L一定则为安培力最大值且当I垂直于B时取到,I与B不垂直时,,I与B平行时,F=0, D正确。
本题难度:一般
5、选择题 通有电流的导线、处在同一平面(纸面)内,是固定的,可绕垂直纸面的固定转轴O转动(O为的中心),各自的电流方向如图所示.下列哪种情况将会发生 ( )
A.绕轴O按顺时针方向转动
B.绕轴O按逆时针方向转动
C.因不受磁场力的作用,故不动
D.因上、下两部分所受的磁场力平衡,故不动