一、选择题
1. 关于磁通量的说确的是( )
A.磁通量是个反映磁场强弱和方向的物理量
B.某一面积上的磁通量可表示穿过此面积的磁感线的总条数
C.在磁场中所取的面积越大,该面上磁通量一定越大
D.穿过任何封闭曲面的磁通量一定为零
2. 下列有关磁感应强度及安培力的说确的有()
A.若某处的磁感应强度为零,则通电导线放在该处所受安培力一定为零
B.通电导线放在磁场中某处不受安培力的作用时,则该处的磁感应强度一定为零
C.同一条通电导线放在磁场中某处所受的安培力是一定的
D.磁场中某点的磁感应强度与该点是否放通电导线无关
3. 如图所示,螺线管有电流,如果在图中的a、b、c三个位置上各放一个小磁针,其中a 在螺线管部,则( )
A.放在a处的小磁针的N极向左
B.放在b处的小磁针的N极向右
C.放在c处的小磁针的S极向右
D.放在a处的小磁针的N极向右
4. 已知地磁场的水平分量为B,利用这一值可以测定某一弱磁场的磁感强度,如图所示为测定通电线圈中央一点的磁感强度.实验方法:①先将未通电线圈平面固定于南北方向竖直平面,中央放一枚小磁针N极指向北方;②给线圈通电,此时小磁针N极指北偏东θ角后静止,由此可以确定线圈中电流方向(由东向西看)与线圈
中央的合磁感强度分别为( )
A.顺时针;B
cos θB.顺时针;B
sin θ
C.逆时针;B
cos θD.逆时针;B
sin θ
5. 在xOy水平面中有一通电直导线,与y轴平行,导线中电流方向如图所示,该区域有匀强磁场,通电导线所受磁场力的方向与Oz轴正方向相同,该磁场的磁感应强度的方向是( )
A.沿x轴负方向且一定沿x轴负方向
B.一定沿y轴负方向
C.可能沿z轴正方向
D.可能沿x轴负方向
6. 如图所示,弹性线圈AB,当它通电时,下列判断正确的是( ) A.当电流从A→B时,线圈长度增加,当电流反向后线圈长度减小B.当电流从B→A时,线圈长度增加,当电流反向后线圈长度减小C.不管电流方向如何,线圈长度都增加
D.不管电流方向如何,线圈长度都减小
7. 如图,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固定小动,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ab
C. 逆时针转动,同时靠近导线ab
D. 逆时针转动,同时远离导线ab
8. 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
9. 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
10. 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( )
A.0 B.0.5BIl
C.BIl D.2BIl
11. 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
12. 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相距为d,则棒MN所受安培力大小( )
A.F=BId
B.F=BId sin θ
C.F=BId
sin θD.F=BId cos θ
二、计算题
13. 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。
14. 如图所示,框架面积为S,框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方
向垂直:
(1)此时穿过平面的磁通量为多少?
(2)若使框架绕OO′转过60°角,则穿过线框平面的磁通量为多少?
(3)若从初始位置转过90°角,则穿过线框平面的磁通量为多少?此过
程的磁通量的该变量为多少?
(4)若从初始位置转过120°角,则穿过线框平面的磁通量变化量为?
15. 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:
(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?
16. 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?
(2)若要求磁感应强度最小,求磁感应强度的大小和方向。
17. 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,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:(1)回路中电流的大小;
(2)滑动变阻器接入电路的阻值.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 D
AD
BD
C
D
D
C
C
C
C
C
C
13. 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:θtan mg F =安
由BIL F =安,解得:IL
mg B θ
tan =,方向:水平向左 14. 解:(1)BS =1φ; (2)BS 2
1
2=φ;
(3)BS =3φ BS -=-=?13φφφ
(4)BS 214-
=φ BS 2
314-=-=?φφφ 15. 解:(1)对金属棒进行受力分析:
水平方向:mg F F N =+θcos 安
竖直方向:θsin 安F f = 而BIL F =安 R
E
I =
将此式代入上式得 θsin R EBL f =,θcos R
EBL mg F N -=
(2)要使ab 棒受到的支持力为零,令0=N F
得到θcos R EBL
mg =,所以θ
cos EL mgR B =
当1cos =θ时,B 最小值EL
mgR
B =min 此时mg F =安,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。
16. 解析:(1)对导体棒受力分析如图所示: 由平衡条件得 BIL =mg tan θ B =mg tan θIL
(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
α
mg
安F
T F
B
θ
B
mg
安F
N F
f
B ′IL cos α=mg sin θ 解得:B ′=mg sin θ
IL cos α 当α=0°时,B ′最小,其最小值为 B ′min =mg sin θIL
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。
17. 解:(1)对金属棒受力分析,
对棒受力分析知:θsin mg F =安,由于BIL F =安,故解得
A BL
mg I 6.037sin ==
(2)由闭合电路欧姆定律:)(r R I E +=,代入数据解得:Ω=19R