时间:2017-11-10 08:09:07
1、简答题 如图10-11所示，用绝缘丝线悬挂着的环形导体，位于与其所在平面垂直且向右的匀强磁场中，若环形导体通有如图所示方向的电流I，试判断环形导体的运动情况。
参考答案：环形导体将保持原来的静止状态
本题解析：利用左手定则判断。可将环形导体等分为若干段，每小段通电导体所受安培力均指向圆心。由对称性可知，这些安培力均为成对的平衡力。故该环形导体将保持原来的静止状态。
【评析】
对于直线电流的磁场和匀强磁场都应将其看作无极场。在这种磁场中分析通电线圈受力的问题时，不能用等效磁极的办法，因为它不符合实际情况。而必须运用左手定则分析出安培力合力的方向后，再行确定其运动状态变化情况。
本题难度：一般
2、简答题 如图甲所示，不计电阻的“U”形光滑导体框架水平放置，框架中间区域有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B=1.0T，有一导体杆AC横放在框架上，其质量为m=0.10kg，电阻为R=4.0Ω．现用细绳栓住导体杆，细绳的一端通过光滑的定滑轮绕在电动机的转轴上，另一端通过光滑的定滑轮与物体D相连，物体D的质量为M=0.30kg，电动机的内阻为r=1.0Ω．接通电路后，电压表的示数恒为U=8.0V，电流表的示数恒为I=1.0A，电动机牵引原来静止的导体杆AC平行于EF向右运动，其运动的位移-时间图象如图乙所示．取g=10m/s2．求：匀强磁场的宽度；
参考答案：由位移-时间图象可知，在t=1.0s后，导体杆做匀速运动，
根据图象斜率得运动速度大小为：v=△s△t=2m/s
此时，对导体AC和物体D受力分析，
根据平衡条件有：T=T"+F，T"=Mg；
对电动机，由能量关系，有：IU=Tv+I2r
由以上三式，可得：T=3.5N，F=0.5N
由F=BIL、I=ER及E=BLv，
得：L=1B
本题解析：
本题难度：一般
3、计算题 如图所示，质量为0.05kg，长l＝0.1m的铜棒，用长度也为l的两根轻软导线水平悬挂在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B＝0.5T.不通电时，轻线在竖直方向，通入恒定电流后，棒向外偏转的最大角度θ＝37°，求此棒中恒定电流多大？(不考虑棒摆动过程中产生的感应电流，g取10N/kg)
同学甲的解法如下：对铜棒受力分析如图所示：
当最大偏转角θ＝37°时，棒受力平衡，有：
FTcosθ＝mg，FTsinθ＝F安＝BIl
得I＝＝A＝7.5A
同学乙的解法如下：
F安做功：WF＝Fx1＝BIlsin37°×lsin37°＝BI(lsin37°)2
重力做功：
WG＝－mgx2＝－mgl(1－cos37°)
由动能定理得：WF＋WG＝0
代入数据解得：I＝A≈5.56A
请你对甲、乙两同学的解法作出评价：若你对两者都不支持，则给出你认为正确的解答．
参考答案：评价见解析 3.33A
本题解析：甲同学的错误原因：认为物体速度为零时， 一定处于平衡位置，或者认为偏角最大时为平衡位置．
乙同学的错误原因：将安培力表达式误写为
F安＝BIlsin37°，应为：F安＝BIl.
正确的解法如下：铜棒向外偏转过程中
F安做功：WF＝Fx1＝BIl×lsin37°
重力做功：
WG＝－mgx2＝－mgl(1－cos37°)
由动能定理得：WF＋WG＝0
代入数据解得：I＝A≈0.33A.
本题难度：一般
4、计算题 如图所示, 匀强磁场的磁感应强度方向竖直向上，一倾角为α=600的光滑斜面上,静止一根长为L=1m，重G=3N，通有电流I=3A的金属棒。求：
（1）匀强磁场的磁感应强度大小；
（2）导体棒对斜面的压力大小。
参考答案：(1) 
T? (2) 6N；
本题解析：磁场方向竖直向上，，导线受力情况如图所示．
由平衡条件得：
在水平方向上：F-FNsinθ=0
在竖直方向上：mg-FNcosθ=0
其中F=BIL，联立以上各式可解得：B=
=T? , FN=6N.
本题难度：简单
5、填空题 如图所示，原来静止的圆形线圈通以逆时针方向的电流I，在其直径AB上靠近B点放置一根垂直于线圈平面的固定不动的长直导线，并通以电流I′，方向如图．线圈上A点处受到的安培力力大小为______；而圆形线圈将______动．
参考答案：根据右手螺旋定则知，直线电流在A点的磁场方向竖直向下，与A点电流方向平行，所以A点不受安培力．
取线圈上下位置一微元研究，上边微元电流方向水平向左，下边微元电流方向水平向右，直线电流在此处位置产生的磁场方向为斜向下，根据左手定则，上边微元受到的安培力垂直纸面向外，下边微元所受安培力垂直纸面向里，所以圆形线圈将以直径AB为轴转动．
故答案为：0，以直径AB为轴转动
本题解析：
本题难度：一般