第04节安培力的应用知识点题库

如图，一长为10cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中；磁场的磁感应强度大小为0.1T，方向垂直于纸面向里；弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘，金属棒通过开关与一电动势为12V的电池相连，电路总电阻为2Ω。已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5cm；闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3cm，重力加速度大小取10m/s²。判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向,并求出金属棒的质量。

两根足够长的平行光滑导轨竖直固定放置，顶端接一电阻R，导轨所在平面与匀强磁场垂直．将一金属棒与下端固定的轻弹簧的上端拴接，金属棒和导轨接触良好，重力加速度为g，如图所示．现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则（）

A . 金属棒在最低点的加速度小于g B . 回路中产生的总热量等于金属棒重力势能的减少量 C . 当弹簧弹力等于金属棒的重力时，金属棒下落速度最大 D . 金属棒在以后运动过程中的最大高度一定低于静止释放时的高度

在绝缘的水平桌面上有MN、PQ两根平行的光滑金属导轨，导轨间的距离为l．金属棒ab和cd垂直放在导轨上，两棒正中间用一根长l的绝缘细线相连，棒ab右侧有一直角三角形匀强磁场区域，磁场方向竖直向下，三角形的两条直角边长均为l，整个装置的俯视图如图所示，从图示位置在棒ab上加水平拉力，使金属棒ab和cd向右匀速穿过磁场区，则金属棒ab中感应电流i和绝缘细线上的张力大小F随时间t变化的图象可能正确的是（规定金属棒ab中电流方向由a到b为正）（）

A .

B .

C .

D .

如图所示为电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度，它的右臂挂着矩形线圈，匝数n=9，线圈的水平边长为L，处于匀强磁场内，磁感应强度B的方向与线圈平面垂直，当线圈中通过电流I时，调节砝码使两臂达到平衡，然后使电流反向，大小不变，这时需要在左盘中增加质量为m的砝码，才能使两臂再达到新的平衡，当L=10.0cm，I=0.10A，m=9g时，磁感应强度是多少？（取g=10m/s²）

如图所示，光滑平行金属导轨PP′和QQ′处于同一水平面内，P和Q之间连接一电阻R，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中．现垂直于导轨放置一根导体棒MN，用一水平向右的力F拉动导体棒MN，下列关于导体棒MN中感应电流的方向和它所受安培力的方向的说法正确的是（）

A . 感应电流的方向是Q→P B . 感应电流的方向是M→N C . 安培力水平向左 D . 安培力水平向右

下列关于磁场中的通电导线和运动电荷的说法中，正确的是（）

A . 磁场对通电导线的作用力方向一定与磁场方向垂直 B . 有固定转动轴的通电线框在磁场中一定会转动 C . 带电粒子只受洛伦兹力作用时，其动能不变，速度一直不变 D . 电荷在磁场中不可能做匀速直线运动

如图所示，ef、gh为水平放置的足够长的平行光滑导轨，导轨间距为L=1m，导轨左端连接一个R＝2欧姆的电阻，将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直地放置导轨上，且与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻均不计，整个装置放在磁感应强度为B＝2T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下，现对金属棒施加一水平向右的拉力F，使棒从静止开始向右运动，解答以下问题。

（1）若施加的水平外力恒为F＝8N，则金属棒达到的稳定速度v₁是多少？
（2）若施加的水平外力的功率恒为P＝18W，则金属棒达到的稳定速度v₂是多少？
（3）若施加的水平外力的功率恒为P＝18W，则从金属棒开始运动到速度 v₃＝2m／s的过程中电阻R产生的热量为8.6J，则该过程中所需的时间是多少？

如图所示，光滑绝缘细杆水平放置，通电长直导线竖直放置，稍稍错位但可近似认为在同一竖直平面上，一质量为m带正电的小环套在细杆上，以初速度v₀向右沿细杆滑动依次经过A、O、B点（小环不会碰到通电直导线），O点为细杆与直导线交错点，A、B是细杆上以O点为对称的二点。已知通电长直导线中电流方向向上，它在周围产生的磁场的磁感应强度 $\text{[math]}$ ，式中k是常数、I是导线中的电流、r为点到导线的距离。下列说法正确的是( )

A . 小球先做加速运动后做减速运动 B . 从A点向O点靠近过程中，小环对桌面的压力不断增大 C . 离开O点向B运动过程中，小环对桌面的压力不断增大 D . 小环在A，B两点对细杆的压力大小相等，方向相反

下列说法正确的是( )

A . 在匀强电场中，电势降低的方向就是电场强度的方向 B . 根据公式U=Ed可知，匀强电场中任意两点间的电势差与这两点的距离成正比 C . 安培力的方向总是垂直于磁场的方向 D . 一小段通电直导线放在磁场中某处不受磁场力作用，则该处的磁感应强度一定为零

如图，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直．给导线通以垂直纸面向里的电流，用F_N表示磁铁对桌面的压力，用F_f表示桌面对磁铁的摩擦力，则导线通电后与通电前相比较（）

图片_x0020_100003

A . F_N减小，F_f＝0 B . F_N减小，F_f≠0 C . F_N增大，F_f＝0 D . F_N增大，F_f≠0

如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R。金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下（方向不变），现使磁感应强度随时间均匀减小，ab始终保持静止。下列说法正确的是（）

A . ab中的感应电流方向由b到a B . 电阻R的热功率逐渐变小 C . ab所受的安培力逐渐减小 D . ab所受的静摩擦力保持不变

长为L的通电直导线放在倾角为θ的光滑斜面上，并处在磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示，当B方向垂直斜面向上，电流为I₁时导体处于平衡状态；当B方向改为竖赢向上，电流为I₂时导体处于平衡状态．则电流强度比值 $\text{[math]}$ 为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

如图所示，一块通电的铜板放在磁场中，板面垂直磁场，板内通有如图方向的电流，a、b是铜板左、右边缘的两点，则（）

A . 电势φ_a＞φ_b B . 电势φ_b＞φ_a C . 电流增大时，|φ_a﹣φ_b|增大 D . 其他条件不变，将铜板改为NaCl水溶液时，电势结果仍然一样

如图所示，竖直放置的两根足够长的金属导轨相距为L，导轨的两端分别与电源（串有一滑动变阻器R）、定值电阻R₀和开关K相连。整个空间充满了垂直于导轨平面向外的匀强磁场，其磁感应强度的大小为B。一质量为m，电阻为r的金属棒ab横跨在导轨上。已知电源电动势为E，不计电源电动势内阻，导轨的电阻。

图片_x0020_100020

（1）当K接1时，金属棒ab在磁场中恰好保持静止，则滑动变阻器接入电路的阻值R为多大？
（2）当K接2后，金属棒ab从静止开始下落，下落距离s时达到稳定速度，则下落s的过程中重力的冲量是多少？
（3）当K接2后，金属棒ab从静止开始下落，下落距离s时达到稳定速度，则下落s的过程中金属棒中产生的热量是多少？

如图所示，间距为L的光滑金属导导轨MNP和M′N′P′由圆弧和水平两部分组成，圆弧和水平部分光滑连接，在水平导轨NPP′N′间存在磁感强度为B的匀强磁场，磁场垂直导轨平面向上，在M和M′之间连接一个电阻为R的定值电阻。现在将一根与导轨垂直、质量为m、电阻为2R的金属杆ab从圆弧轨道上距水平面高度为h处释放，金属棒恰能到达PP′处。导轨电阻不计，重力加速度为g。

图片_x0020_100022

（1）金属棒刚进入磁场时的加速度；
（2）水平导轨NP的长度s；
（3）若在PP′处安装有一储能装置，每次释放相同的能量，将恰好到达PP′处的金属棒弹回，使得金属棒可以在导轨上做周期性的运动，试求每个周期里定值电阻R中产生的焦耳热Q。

如图，固定在光滑半圆轨道上的导体棒M通有垂直纸面向里的电流（较大），导体棒N通有垂直纸面向外的电流，M在N处产生的磁场磁感应强度为B₁ ， N刚好静止，此时M、N关于过O点的竖直轴对称，且∠MON=60°；若调整M的电流大小和位置并固定，当N再次平衡时，∠MON=120°，且M、N仍关于过O点的竖直轴对称，则调整后M在N处产生的磁场磁感应强度B₂与B₁的比值为（）

图片_x0020_100004

A . 0.5 B . 2 C . 3 D . $\text{[math]}$

如图所示，空间内水平线 $\text{[math]}$ 以下存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，一正方形的闭合金属线框 $\text{[math]}$ 从边界 $\text{[math]}$ 的上方一定高度由静止释放，运动过程中线框平面一直在竖直平面内，且 $\text{[math]}$ ．关于线框开始下落后的速度 $\text{[math]}$ 随时间 $\text{[math]}$ 的变化图象，下列图象不可能出现的是（）

图片_x0020_719617025

A .

B .

C .

D .

下列说法正确的是（　　）

A . 在匀强电场中，电势降低的方向就是电场强度的方向 B . 电子垂直进入磁场发生偏转，这是因为洛伦兹力对电子做功的结果 C . 安培力的方向总是垂直于磁场的方向 D . 穿过闭合回路的磁通量为零的瞬间，闭合回路中一定不会产生感应电流

正方形线框 $\text{[math]}$ 由四段相同的导体棒 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、d连接而成，固定于垂直线框平面向里的匀强磁场中（图中未画出），线框顶点 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 与直流电源两端相接。已知导体棒d受到的安培力大小为 $\text{[math]}$ ，下列说法正确的是（）

A . 导体棒 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 中的电流与导体棒d中的电流相等 B . 导体棒 $\text{[math]}$ 受到的安培力大小为 $\text{[math]}$ C . 导体棒 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 受到的安培力大小为 $\text{[math]}$ D . 线框 $\text{[math]}$ 受到的安培力大小为 $\text{[math]}$

如图所示，两平行导轨间距 $\text{[math]}$ ，其所在平面与水平面之间的夹角 $\text{[math]}$ ，导轨上端接有一个电阻和一平行板电容器，电阻 $\text{[math]}$ （不考虑其他电阻），电容器的电容 $\text{[math]}$ ，在导轨上放置着质量 $\text{[math]}$ 的金属棒，棒可沿导轨下滑，且在下滑过程中保持与导轨垂直并接触良好。已知金属棒与导轨之间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ 间距均为 $\text{[math]}$ ，重力加速度g取 $\text{[math]}$ 。

（1）开关 $\text{[math]}$ 闭合、 $\text{[math]}$ 断开，空间加垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小 $\text{[math]}$ ，将金属棒由静止释放，求金属棒最终的速度大小；
（2）开关 $\text{[math]}$ 闭合、 $\text{[math]}$ 断开，在 $\text{[math]}$ 之间加垂直于导轨平面向下的匀强磁场，其大小随时间的变化规律为： $\text{[math]}$ ，其中 $\text{[math]}$ 。将金属棒放置在 $\text{[math]}$ ，为使金属棒最初能静止在斜面上， $\text{[math]}$ 至少为多大？在此种情况下，金属棒经多长时间开始运动？
（3）开关 $\text{[math]}$ 断开、 $\text{[math]}$ 闭合，在 $\text{[math]}$ 之间加第（2）问中的磁场，在 $\text{[math]}$ 以下加垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为 $\text{[math]}$ ，在金属棒上涂上一薄层涂层（不计其与导轨之间的摩擦），用沿斜面向下的恒定外力 $\text{[math]}$ 使金属棒从位置 $\text{[math]}$ 由静止开始运动，经过时间 $\text{[math]}$ ，电容器的电量为多少？

第04节 安培力的应用 知识点题库

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