磁场练习题3解析.docx
- 文档编号:44888
- 上传时间:2022-10-01
- 格式:DOCX
- 页数:64
- 大小:611.88KB
磁场练习题3解析.docx
《磁场练习题3解析.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《磁场练习题3解析.docx(64页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
磁场练习题3解析
课时跟踪检测(二十六) 磁场的描述 磁场对电流的作用
一、单项选择题
1.(2014·深圳期末)指南针是我国古代的四大发明之一。
当指南针静止时,其N极指向如图1虚线(南北向)所示,若某一条件下该指南针静止时N极指向如图实线(N极北偏东向)所示。
则以下判断正确的是:
( )
图1
A.可能在指南针上面有一导线东西放置,通有东向西的电流
B.可能在指南针上面有一导线东西放置,通有西向东的电流
C.可能在指南针上面有一导线南北放置,通有北向南的电流
D.可能在指南针上面有一导线南北放置,通有南向北的电流
2.(2014·龙岩质检)已知龙岩市区地磁场的磁感应强度B约为4.0×10-5T,其水平分量约为3.0×10-5T。
若龙岩市区一高层建筑安装了高50m的竖直金属杆作为避雷针,在某次雷雨天气中,当带有正电的乌云经过避雷针的上方时,经避雷针开始放电,某一时刻的放电电流为1.0×105A,此时金属杆受到地磁场对它的安培力方向和大小分别为( )
A.方向向东,大小约为150N;B.方向向东,大小约为200N
C.方向向西,大小约为150N;D.方向向西,大小约为200N
3.(2014·北京海淀测试)如图2是“探究影响通电导体在磁场中受力因素”的实验示意图。
三块相同马蹄形磁铁并列放置在水平桌面上,导体棒用图中轻而柔软的细导线1、2、3、4悬挂起来,它们之中的任意两根与导体棒和电源构成回路。
认为导体棒所在位置附近为匀强磁场,最初导线1、4接在直流电源上,电源没有在图中画出。
关于接通电源时可能出现的实验现象,下列叙述正确的是:
( )
图2
A.改变电流方向同时改变磁场方向,导体棒摆动方向将会改变
B.仅改变电流方向或者仅改变磁场方向,导体棒摆动方向一定改变
C.增大电流同时改变接入导体棒上的细导线,接通电源时,导体棒摆动幅度一定增大
D.仅拿掉中间的磁铁,导体棒摆动幅度不变
4.(2013·上海高考)如图3,通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面,位置靠近ab且相互绝缘。
当MN中电流突然减小时,线圈所受安培力的合力方向:
( )
图3
A.向左;B.向右;C.垂直纸面向外;D.垂直纸面向里
5.如图4,两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2且I1>I2;a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点,且a、b、c与两导线共面;b点在两导线之间,b、d的连线与导线所在平面垂直。
磁感应强度可能为零的点是:
( )
图4
A.a点 B.b点C.c点D.d点
二、多项选择题
6.(2014·江西省重点中学联考)如图5所示,一个半径为R的导电圆环与一个轴向对称的发散磁场处处正交,环上各点的磁感应强度B大小相等,方向均与环面轴线方向成θ角(环面轴线为竖直方向)。
若导线环上载有如图所示的恒定电流I,则下列说法正确的是( )
图5
A.导电圆环有收缩的趋势;B.导电圆环所受安培力方向竖直向上
C.导电圆环所受安培力的大小为2BIR;D.导电圆环所受安培力的大小为2πBIRsinθ
7.(2012·海南高考)图6中装置可演示磁场对通电导线的作用。
电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨,L是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆。
当电磁铁线圈两端a、b和导轨两端e、f分别接到两个不同的直流电源上时,L便在导轨上滑动。
下列说法正确的是:
( )
图6
A.若a接正极,b接负极,e接正极,f接负极,则L向右滑动
B.若a接正极,b接负极,e接负极,f接正极,则L向右滑动
C.若a接负极,b接正极,e接正极,f接负极,则L向左滑动
D.若a接负极,b接正极,e接负极,f接正极,则L向左滑动
8.如图7所示,在倾角为α的光滑斜面上,垂直斜面放置一根长为L、质量为m的直导体棒,当通以图示方向电流I时,欲使导体棒静止在斜面上,可加一平行于纸面的匀强磁场,当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向由垂直斜面向上沿逆时针方向转至水平向左的过程中,下列说法中正确的是( )
图7
A.此过程中磁感应强度B逐渐增大;B.此过程中磁感应强度B先减小后增大
C.此过程中磁感应强度B的最小值为
;
D.此过程中磁感应强度B的最大值为
三、非选择题
9.如图8所示,MN是一根长为l=10cm,质量m=50g的金属棒,用两根长度也为l的细软导线将导体棒MN水平吊起,使导体棒处在B=
T的竖直向上的匀强磁场中,未通电流时,细导线在竖直方向,通入恒定电流后,金属棒向外偏转的最大偏角θ=37°,求金属棒中恒定电流的大小。
图8
10.水平放置的光滑金属导轨宽L=0.2m,接有电源电动势E=3V,电源内阻及导轨电阻不计。
匀强磁场竖直向下穿过导轨,磁感应强度B=1T。
导体棒ab的电阻R=6Ω,质量m=10g,垂直放在导轨上并接触良好,求合上开关的瞬间。
图9
(1)金属棒受到安培力的大小和方向;
(2)金属棒的加速度。
11.(2014·太原五中测试)粗细均匀的直导线MN的两端悬挂在两根相同的轻质弹簧下边,MN恰好在水平位置(如图10)。
已知MN的质量m=10g,MN的长度l=49cm,沿水平方向与MN垂直的匀强磁场的磁感应强度B=0.5T。
(取g=9.8m/s2)
图10
(1)要使两根弹簧能处于自然状态,既不被拉长,也不被压缩,MN中应沿什么方向、通过多大的电流?
(2)若导线中有从M到N方向的、大小为0.2A的电流通过时,两根弹簧均被拉长了Δx=1mm,求弹簧的劲度系数。
(3)当由N到M方向通过0.2A的电流时,两根弹簧被拉长多少?
参考答案:
1.选C 若某一条件下该指南针静止时N极指向题图实线(N极北偏东向)所示,则有一指向东方的磁场,由安培定则,可能在指南针上面有一导线南北放置,通有北向南的电流,选项C正确。
2.选A 由安培力公式,金属杆受到地磁场对它的安培力大小为F=BIL=3.0×10-5×1.0×105×50N=150N。
由左手定则可判断出安培力方向为方向向东,选项A正确。
3.选B 由左手定则可知,仅改变电流方向或者仅改变磁场方向,F的方向一定改变,即导体棒摆动方向一定改变,而两者同时改变时,F方向不变,则导体棒摆动方向不变,故B正确,A错误;由F=BIL可知,当I增大,但L减小时,F大小不一定改变,C错误;仅拿掉中间的磁铁,意味着导体棒受力长度减小,则F应减小,则导体棒摆动幅度一定改变,D错误。
4.选B 因为导线MN靠近ab,由图可知,线圈中等效合磁场为垂直纸面向里,当MN中电流减小时,由楞次定律可知感应电流的磁场阻碍磁通量的减小,故线圈向右运动,所受安培力的合力向右,故只有B项正确。
5.选C 根据安培定则可知I1和I2电流分别在a处产生的磁场方向为垂直ac连线向上和向下,由于I1>I2,且I1电流与a点的距离比I2电流与a点距离要小,故B1a>B2a,则a处磁感应强度不可能为零,A错;两电流在b处产生的磁场方向均垂直ac连线向下,故B错;I1和I2电流分别在c处产生的磁场方向为垂直ac连线向下和向上,且I1电流与c点的距离比I2电流与c点距离要大,故B1c与B2c有可能等大反向,C对;两电流在d处产生的磁场方向一定成某一夹角,且夹角一定不为180°,D错。
6.选ABD 若导线环上载有如图所示的恒定电流I,由左手定则可得导线环上各小段所受安培力斜向内,导电圆环有收缩的趋势,导电圆环所受安培力方向竖直向上,导电圆环所受安培力的大小为2πBIRsinθ,选项A、B、D正确,C错误。
7.选BD 若a接正极,b接负极,则电磁铁产生的磁场方向向上,若e接正极,f接负极,由左手定则可判断金属杆所受安培力方向向左,故向左滑动;若e接负极,f接正极,则L向右滑动,A错误,B正确。
若a接负极,b接正极,则电磁铁产生的磁场方向向下,若e接正极,f接负极,则L向右滑动,C错误,D正确。
8.选AC 导体棒受重力、支持力、安培力作用而处于平衡状态,当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向由垂直斜面向上沿逆时针方向转至水平向左的过程中,安培力由沿斜面向上转至竖直向上,导体棒受力的动态变化如图所示,则由图知安培力逐渐增大,即此过程中磁感应强度B逐渐增大,A对、B错;刚开始安培力F最小,有sinα=
,所以此过程中磁感应强度B的最小值为
,C对;最后安培力最大,有F=mg,即此过程中磁感应强度B的最大值为
,D错。
9.解析:
金属棒向外偏转的过程中,受重力mg、导线拉力FT、安培力F共三个力的作用,其中导线的拉力不做功,由动能定理得:
WF+WG=0
其中WF=Flsinθ=BIl2sinθ,
WG=-mgl(1-cosθ)
金属棒中的电流为I=
解得:
I=5A
答案:
5A
10.解析:
(1)闭合电键的瞬间,回路中的电流
I=
=
A=0.5A
ab棒所受安培力
F安=BIL=0.1N
由左手定则知方向水平向右
(2)由牛顿第二定律知
a=
=10m/s2
方向水平向右
答案:
(1)0.1N 水平向右
(2)10m/s2 方向水平向右
11.解析:
(1)只有MN受到的安培力方向竖直向上且等于MN的重力时,两根弹簧才能处于自然状态。
根据左手定则,MN中的电流方向应由M到N,电流的大小由mg=BIl求得
I=
=
A=0.4A
(2)导线中通过由M到N方向的电流时,受到竖直向上的安培力作用,被拉长的两根弹簧对MN有竖直向上的拉力,MN受到竖直向下的重力,平衡时有:
BI1l+2kΔx=mg
可得弹簧的劲度系数
k=
=
N/m=24.5N/m
(3)当电流方向由N向M时,MN所受安培力竖直向下,平衡时有:
2kΔx′=mg+BI2l
由此式可求出两根弹簧被拉伸的长度
Δx′=
=
m=0.003m
答案:
(1)0.4A 方向是M到N
(2)24.5N/m
(3)0.003m
课时跟踪检测(二十七) 磁场对运动电荷的作用
一、单项选择题
1.(2014·山东名校质检)图1所示为显像管的原理示意图,当没有磁场时电子束将打在荧光屏正中的O点。
安装在管径上的偏转线圈可以产生磁场,使电子束发生偏转。
设垂直纸面向里的磁场方向为正方向,如果要使电子束打在荧光屏上的位置由a点逐渐移动到b点,图2中哪种变化的磁场能够使电子发生上述偏转( )
图1
图2
2.质量和电量都相等的带电粒子M和N,以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场,运行的半圆轨迹如图3中虚线所示,下列表述正确的是( )
图3
A.M带负电,N带正电;B.M的速率小于N的速率
C.洛伦兹力对M、N做正功;D.M的运行时间大于N的运行时间
3.(2014·北京丰台期末)两个质量相同、所带电荷量相等的带电粒子a、b,以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入圆形匀强磁场区域,其运动轨迹如图4。
若不计粒子的重力,则下列说法正确的是( )
图4
A.a粒子带正电,b粒子带负电;B.a粒子在磁场中所受洛伦兹力较大
C.b粒子动能较大;D.b粒子在磁场中运动时间较长
4.(2014·安徽师大摸底)如图5所示,在x轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B。
在xOy平面内,从原点O处沿与x轴正方向成θ角(0<θ<π)以速率v发射一个带正电的粒子(重力不计)。
则下列说法正确的是( )
图5
A.若v一定,θ越大,则粒子在磁场中运动的时间越短
B.若v一定,θ越大,则粒子在离开磁场的位置距O点越远
C.若θ一定,v越大,则粒子在磁场中运动的角速度越大
D.若θ一定,v越大,则粒子在磁场中运动
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 磁场 练习题 解析
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)