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高中物理
第2节 安培力与磁电式仪表
第2节 安培力与磁电式仪表 知识点题库
如图所示,在倾角为37°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/s
2
)
如图所示是等离子体发电机的示意图,磁感应强度为
B
,两极板间距离为
d
, 要使输出电压为
U
, 则等离子体的速度
v
为
,
a
是电源的
(正、负极).
如图中,电荷的速度方向、磁场方向和电荷的受力方向之间关系正确的是( )
A .
B .
C .
D .
如图所示,一束质量、带电量、速率均未知的正离子(不计重力)射入正交的电场、磁场区域,发现有些离子毫无偏移地通过这一区域,对于这些离子来说,它们一定具有( )
A .
相同的速率
B .
相同的电量
C .
相同的质量
D .
速率、电量和质量均相同
如图所示,一个平行板电容器放在图中虚线框所示矩形区域的匀强磁场中,磁场方向垂直于纸面且与板面平行,金属板a与电源的正极相连.一个不计重力的带正电粒子以初动能E从左向右水平进入平行板中,并沿直线穿过两板区域.则下列说法正确的是( )
A .
保持开关S闭合,a板稍向上平移,粒子将沿曲线运动,从极板右边穿出时的动能减少
B .
保持开关S闭合,a板稍向上平移,粒子仍沿直线运动,从极板右边穿出时的动能不变
C .
断开开关S,a板稍向下平移,粒子仍沿直线运动,从极板右边穿出时的动能不变
D .
断开开关S,a板稍向下平移,粒子将沿曲线运动,从极板右边穿出时的动能增加
如图所示,竖直平面内用两根细线将粗细均匀的金属棒
CD
水平悬挂在天花板上,金属棒的质量为
m
、长度为
L
, 重力加速度为
水平方向的匀强磁场垂直于金属棒
CD
, 磁感应强度大小为
当金属棒中通以电流
I
时,细线中的拉力恰好为零,则电流
I
应满足
A .
,方向
C
到
D
B .
,方向
D
到
C
C .
,方向
C
到
D
D .
方向
D
到
C
如图所示,空间存在一有边界的条形匀强磁场区域,磁场方向与竖直平面(纸面)垂直,磁场边界的间距为L,磁感应强度为B。一个质量为m、匝数为N、边长也为L的正方形导线框沿竖直方向运动,线框所在平面始终与磁场方向垂直,且线框上、下边始终与磁场的边界平行,导线框总电阻为R。t=0时刻导线框的上边恰好与磁场的下边界重合(图中位置I),导线框的速度为v
0
。经历一段时间后,当导线框的下边恰好与磁场的上边界重合时(图中位置II),导线框的速度刚好为零。
(1) 求导线框在位置I时的加速度大小;
(2) 求从位置I到位置II的过程中,导线框中的焦耳热;
(3) 定性画出导线框从位置I到再次回到位置I时速度随时间变化图象;
(4) 上升阶段和下降阶段导线框克服安培力做功分别为W
1
和W
2
, 试判断W
1
与W
2
的大小关系,并简述判断依据。
如图所示四幅图中,匀强磁场磁感应强度大小都为B,导体中的电流大小都为I,导体的长度都为L,A、B、C三个图中的导体都与纸面平行,则四幅图中导体所受安培力大小不等于BIL的是( )
A .
B .
C .
D .
如图所示,宽度为L=0.20 m的足够长的平行金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨的一端连接阻值为R=1.0Ω的电阻.导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B=0.50 T.一根质量为m=0.1kg的导体棒MN与导轨接触良好,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计,导轨与导体棒间的动摩擦因数μ=0.2.导体棒在平行于导轨的拉力F作用下沿导轨向右匀速运动,运动速度v=20 m/s,在运动过程中保持导体棒与导轨垂直.求:
(1) 在闭合回路中产生的感应电流的大小和方向;
(2) 作用在导体棒上的拉力的大小.
如图所示,水平的平行虚线间距为d=0.4m,其间有B=1.0T的匀强磁场.一个正方形线圈边长为l=1.0m,线圈质量m=0.1kg,电阻为R=2.0Ω.开始时,线圈的下边缘到磁场上边缘的距离为h=0.8m.将线圈由静止释放,其下边缘刚进入磁场和上边缘刚进入磁场时的速度相等.取g=10m/s
2
, 求:
(1) 线圈下边缘刚进入磁场时加速度的大小和方向;
(2) 线圈全部穿过磁场过程中产生的电热Q;
(3) 线圈下边缘穿越磁场过程中的最小速度v.
如图a所示,光滑水平直金属轨道宽L=0.6m,左端连接定值电阻R,轨道电阻不计。轨道内存在有界匀强磁场,磁感应强度B=0.5T。一根质量 m=0.4kg、不计电阻的金属杆垂直轨道放置,在轨道上以初速度v
0
进入磁场向右运动,通过施加一个水平拉力F使金属杆做加速度大小a=1m/s
2
的匀减速运动直至速度为零。若以F向右为正,金属杆在磁场中运动的过程中F和金属杆运动速度v的关系如图b所示
(1) 试分析当v=1m/s时金属杆在水平方向的受力情况;
(2) 求当v=1m/s时金属杆所受安培力F
A
的大小;
(3) 求定值电阻R的大小;
(4) 若金属杆以v
0
=2m/s进入磁场,恰好运动到磁场右边界时速度为0,试讨论若金属杆以 v
0
<2m/s的不同数值进入磁场,金属杆从进入磁场到速度为零的过程中,拉力F的大小和方向变化情况。
如图,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中电流突然增大时,线圈产生的感应电流I,线圈A所受安培力的合力为F,则I和F的方向为( )
A .
I顺时针,F向右
B .
I顺时针,F向左
C .
I逆时针,F向右
D .
I逆时针,F向左
如图所示,同一竖直面内的正方形导线框a、b的边长均为l ,电阻均为R,质量分别为3m和m。绝缘轻绳绕过两个定滑轮连接a、b,在两导线框之间有一宽度为2l、磁感应强度大小为B、方向垂直竖直面的匀强磁场区域。开始时,b的上边与匀强磁场的下边界重合,a的下边到匀强磁场上边界的距离为l 。现将系统由静止释放,当b全部进入磁场后,线框a、b都做匀速直线运动。不计摩擦和空气阻力,重力加速度为g。则( )
A .
a、b做匀速运动的速度大小为
B .
a、b做匀速运动的速度大小为
C .
a在穿过磁场的整个过程中,线框a中产生的焦耳热为
D .
a在穿过磁场的整个过程中,线框a中产生的焦耳热为
如图所示,水平放置的两根平行金属导轨相距0.2m,上面有一质量为0.04kg的均匀金属棒ab,金属棒电阻忽略不计,电源电动势为6V、内阻为0.5Ω,滑动变阻器调到2.5Ω时,要使金属棒ab对轨道的压力恰好为零且静止,需在金属棒所在位置施加一个垂直ab的匀强磁场,g=10m/s
2
, 求:
(1) 流过金属棒的电流多大?
(2) 该匀强磁场的方向?
(3) 该匀强磁场的磁感应强度大小为多少?
如图所示,质量为m、电荷量为
的带电滑块,从倾角为
的绝缘粗糙且足够长的斜面上由静止滑下,整个斜面置于方向垂直纸面向里的匀强磁场中。设滑块下滑速度为v,滑块所受摩擦力为
,下滑时间为t。则下列图像可能正确的是( )
A .
B .
C .
D .
关于安培力、电场力和洛伦兹力,下列说法正确的是( )
A .
电荷在电场中一定受电场力作用,电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用
B .
安培力是洛伦兹力的宏观表现,洛伦兹力是安培力的微观表现
C .
电场力一定沿电场方向,洛伦兹力一定沿磁场方向
D .
安培力、洛伦兹力和电场力都可以做功
如图所示,正六边形线框abcdef由六根导体棒连接而成,固定于匀强磁场中的线框平面与磁场方向垂直,线框顶点a、b与电源两端相连,其中ab棒的电阻为5R,其余各棒的电阻均为R,电源内阻及导线电阻忽略不计。S闭合后,线框受到的安培力大小为F。若仅将ab棒移走,则余下线框受到的安培力大小为( )
A .
B .
C .
D .
如图甲所示,螺线管竖直置于靠近水平桌面的上方,质量为m的闭合金属圆环平放在桌面上,螺线管的中轴线与圆环相交。现在螺线管中通入如图乙所示的正弦交变电流,规定图甲中标出的电流方向为正方向。圆环始终静止,下列说法正确的是( )
A .
内,从上向下看圆环中感应电流方向为顺时针
B .
内,圆环中的感应电动势逐渐减小
C .
内,圆环对桌面的压力大于mg
D .
内,圆环对桌面的摩擦力方向向左
如图所示,高压输电线上使用“
”形刚性绝缘支架支撑电线
、
、
、
, 防止电线相碰造成短路。正方形abcd几何中心为O,当四根导线通有等大同向电流时( )
A .
O点的磁感应强度方向垂直abcd平面
B .
对
的安培力小于
对
的安培力
C .
所受安培力的方向沿正方形的对角线ac方向
D .
夜间高压输电线周围有时会出现一层绿色光晕,这是一种强烈的尖端放电现象
下列关于α粒子的说法正确的是( )
A .
图甲表示α粒子散射实验,该实验表明原子核具有复杂结构
B .
图乙表示的三束射线中,①是α射线,其贯穿本领最强
C .
图丙表示α粒子轰击氮核,其核反应方程为
D .
图丁表示α衰变,起主要作用的是弱相互作用
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