1.1 安培力 知识点题库

如图,一关于y轴对称的导体轨道位于水平面内,磁感应强度为B的匀强磁场与平面垂直。一足够长,质量为m的直导体棒沿x轴方向置于轨道上,在外力F作用下从原点由静止开始沿y轴正方向做加速度为a的匀速加速直线运动,运动时棒与x轴始终平行。棒单位长度的电阻ρ,与电阻不计的轨道接触良好,运动中产生的热功率随棒位置的变化规律为P=ky (SI)。求:


①导体轨道的轨道方程y=f(x);

②棒在运动过程中受到的安培力Fm随y的变化关系;

③棒从y=0运动到y=L过程中外力F的功。

关于磁感应强度,下列说法中正确的是(   )

A . 可知,B与F成正比,与IL成反比 B . 通电导线放在磁场中的某点,那点就有磁感应强度,如果将通电导线拿走,那点的磁感应强度就为零 C . 通电导线不受安培力的地方一定不存在磁场,即B=0 D . 磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定,其大小和方向是唯一确定的,与通电导线无关
如图所示,五根平行的长直导体棒分别过竖直平面内的正方形的四个顶点和中心,并和该正方形平面垂直,各导体棒中均通有大小相等的电流,方向如图所示,则中心处的导体棒受到其余四根导体棒的磁场力的合力方向是(   )

A . 竖直向上 B . 竖直向下 C . 水平向左 D . 水平向右
如图所示,水平导轨接有电源,导轨上固定有三根用同种材料制作的导体棒a、b、c,其中b最短,c为直径与b等长的半圆,导体的电阻与其长度成正比,导轨电阻不计。现将装置置于向下的匀强磁场中,接通电源后,三根导体棒中均有电流通过,则它们受到安培力的大小关系为(   )

A . Fa>Fb=Fc B . Fa=Fb>Fc C . Fa=Fb=Fc D . Fa>Fb>Fc
如图所示,一根通电直导线垂直放在磁感应强度为1T的匀强磁场中,以导线为中心,半径为R的圆周上有a、b、c、d四个点,已知c点的实际磁感应强度为0,则下列说法中正确的是(     )

A . 直导线中电流方向垂直纸面向里 B . d点的磁感应强度为0 C . a点的磁感应强度为2T,方向向右 D . b点的磁感应强度为 T,方向斜向下,与B成450
如图所示,在电子射线管上方平行放置一通电长直导线,则电子射线将(   )

A . 向上偏 B . 向下偏 C . 向纸内偏 D . 向纸外偏
如图所示,两根半径为r的 圆弧轨道间距为L,其顶端a、b与圆心处等高,轨道光滑且电阻不计,在其上端连有一阻值为R的电阻,整个装置处于辐向磁场中,圆弧轨道所在处的磁感应强度大小均为B.将一根长度稍大于L、质量为m、电阻为R0的金属棒从轨道顶端ab处由静止释放.已知当金属棒到达如图所示的cd位置(金属棒与轨道圆心连线和水平面夹角为θ)时,金属棒的速度达到最大;当金属棒到达轨道底端ef时,对轨道的压力为1.5mg.求:

  1. (1) 当金属棒的速度最大时,流经电阻R的电流大小和方向(填a→R→b或b→R→a);
  2. (2) 金属棒滑到轨道底端的整个过程中流经电阻R的电量;
  3. (3) 金属棒滑到轨道底端的整个过程中电阻R上产生的热量.
如图所示,倾角θ=37°的光滑斜面上水平放置一条L=0.2m长的导线PQ,重力为0.8N,两端以很软的导线通入,I=5A的电流,方向由P流向Q.斜面和导线处于一个足够大的匀强磁场中,PQ静止,求:(sin37°=0.6)

  1. (1) 若使导线静止在斜面上,且对斜面的压力最小,求该磁场的大小和方向;
  2. (2) 若使导线静止在斜面上,且磁感应强度最小,求该磁场的大小和方向.
如图所示,半径为r的均匀 金属圆环固定在竖直面内,a、b为其两个端点,O为圆心,Oa连线水平,圆环处于方向水平向右、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。当圆环中通过顺时针方向的电流I时,圆环受到的安培力(  )

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A . 大小为 ,方向垂直纸面向里 B . 大小为 ,方向垂直纸面向里 C . 大小为 ,方向垂直纸面向外 D . 大小为 ,方向垂直纸面向外
如图所示,三根长为L的直线电流在空间构成等边三角形,电流的方向垂直纸面向里.电流大小均为I,其中A、B电流在C处产生的磁感应强度的大小均为 .导线C位于水平面处于静止状态,则导线C受到的静摩擦力是(   )

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A . ,水平向左 B . ,水平向右 C . ,水平向左 D . ,水平向右
如图所示,图中曲线为两段完全相同的六分之一圆弧连接而成的金属线框(金属线框处于纸面内),每段圆弧的长度均为L,固定于垂直纸面向外、大小为B的匀强磁场中。若给金属线框通以由A到C、大小为I的恒定电流,则金属线框所受安培力的大小和方向为(   )

A . ILB,垂直于AC向左 B . 2ILB,垂直于AC向右 C . ,垂直于AC向左 D . ,垂直于AC向左
如图所示,在水平直线 之间存在垂直纸面向外的匀强磁场,两线间距为x。正方形线圈 边水平,边长为l,且 。从离 一定高度处由静止释放线圈,线圈在运动过程中始终保持 , 时刻线圈开始进入磁场,取竖直向上为力的正方向,则下列关于线圈在穿过磁场过程中所受安培力  随时间t变化的图象可能的是(   )

A . B . C . D .
如图所示,将两个相同的“U”型光滑金属导轨,平行放置于一磁感应强度大小为B、方向垂直向上的匀强磁场中的水平面,两导轨的上轨和下轨所在平面均与水平面平行,两导轨面上各放一根完全相同的质量为m的匀质金属杆Q1和Q2 , 且杆与轨道垂直。设两导轨面相距为H,导轨宽为L,导轨足够长且电阻不计,金属杆单位长度的电阻为r。现有一质量为 的不带电小球以水平向右的速度v0撞击杆Q1的中点,撞击后小球反弹落到下层面上的C点,C点与杆Q1初始位置水平距离为s。求:

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  1. (1) Q1杆获得的最大速度。
  2. (2) 回路内感应电流的最大值和Q2杆受到的最大安培力。
  3. (3) 整个运动过程中感应电流最多产生了多少热量。
如图所示,两平行金属导轨间的距离 ,金属导轨所在的平面与水平面夹角 ,在导轨所在平面内,分布着磁感应强度 、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势 、内阻 的直流电源。现把一个质量 的导体棒ab放在金属导轨上,导体棒静止。导体棒与金属导轨垂直、且接触良好,导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻 ,金属导轨的其它电阻不计,g取 。已知 ,试求:

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  1. (1) 通过导体棒的电流;
  2. (2) 导体棒受到的安培力大小、方向;
  3. (3) 导体棒受到的摩擦力的大小。
如图甲所示,间距为L的光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B,轨道左侧连接一定值电阻R。水平外力F平行于导轨,随时间t按图乙所示变化,导体棒在F作用下沿导轨运动,始终垂直于导轨,在0~t0时间内,从静止开始做匀加速直线运动。图乙中t0、F1、F2为已知量,不计ab棒、导轨电阻。则(   )

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A . 在t0以后,导体棒一直做匀速直线运动 B . 在t0以后,导体棒一直做匀加速直线运动 C . 在0~t0时间内,导体棒的加速度大小为 D . 在0~t0时间内,通过导体棒横截面的电荷量为
一长直导线穿过金属环中心,而且垂直金属圆环平面,导线上的电流 和圆环中电流的方向 如图所示,那么金属圆环受到的磁场力(   )

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A . 不受磁场力的作用 B . 垂直金属环平面向右 C . 沿着圆环半径向内 D . 沿着圆环半径向外
下列说法正确的是(   )
A . 磁感应强度和磁通量都是矢量 B . 磁感应强度越大的地方,穿过线圈的磁通量一定越大 C . 一小段通电直导线在磁场中某处不受磁场力作用,该处的磁感应强度不一定为零 D . 可知,某处磁感应强度大小与放入该处的通电导线所受安培力成正比
电磁弹射就是采用电磁的能量来推动被弹射的物体向外运动,电磁炮就是利用电磁弹射工作的。电磁炮的原理如图所示,则炮弹导体滑块受到的安培力的方向是(   )

A . 竖直向上 B . 竖直向下 C . 水平向左 D . 水平向右
如图是地磁场的分布图,已知地球自转方向是自西向东,则下列说法正确的是(    )

A . 磁感线是磁场中真实存在的曲线 B . 如果地磁场是地球表面带电产生的,则地球带负电 C . 竖直向下射向赤道的带正电的宇宙射线受到的洛伦兹力向东 D . 赤道处一条通有竖直向下方向电流的导体棒受到的安培力向西
如图所示,相距为L的两条足够长的固定光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ,下端接有定值电阻R,匀强磁场垂直于导轨平面向上,磁感应强度大小为B。质量为m、有效电阻为r的导体棒垂直放置在导轨上,且以初速度v0沿导轨上滑。上滑到最高点视为过程I,导体棒从最高点返回到初始位置视为过程II。导轨电阻不计,则(   )

A . 过程I导体棒运动的时间大于过程II导体棒运动的时间 B . 过程I电阻R产生的热量大于过程II电阻R产生的热量 C . 过程I重力的平均功率大于过程II重力的平均功率 D . 过程I电阻R通过的电荷量大于过程II电阻R通过的电荷量