高考物理知识点总结《通电导线在磁场中受到的力》高频考点巩固(2019年最新版)(五)

时间:2019-03-16 02:45:51

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1、填空题  洛仑兹力是磁场对运动电荷的作用力,洛伦兹力的大小的计算公式:
F="qvB" sinθ,其中θ是     _____________的夹角.若磁场对运动电荷的作用力大小为f=qvB,则电荷的运动方向与磁场方向应     _________.f的方向可用
     定则来判定.当电荷的速度方向与磁场方向互相平行时,洛伦兹力大小
等于      .当带电粒子垂直进入匀强磁场,只受洛伦兹力作用时,粒子将做
         ______运动,运动半径为         ,运动周期为         


参考答案:B与V  垂直 左手  0 匀速圆周   mv/Qb  2πr/v


本题解析:若电荷平行于磁场运动,所受洛伦兹力为零,F="qvB" sinθ,其中θ是磁场与速度方向的夹角,即B与V的夹角,若B与V垂直,则f=qvB,其方向可以用左手定则判断,当带电粒子垂直进入匀强磁场,只受洛伦兹力作用时,洛伦兹力与速度方向垂直,所以粒子将做匀速圆周运动,,可知运动半径为,运动周期
故答案为:B与V  垂直 左手  0 匀速圆周   mv/qB  2πr/v


本题难度:一般



2、计算题  如图甲,在水平桌面上固定着两根相距0.2m,相互平行的无电阻轨道P和轨道一端固定一根电阻为0.0l Ω的导体棒a,轨道上横置一根质量为40g、电阻为0.0lΩ的金属棒b,两棒相距0.2m.该轨道平面处在磁感应强度大小可以调节的竖直向上的匀强磁场中.开始时,磁感应强度B0="0.10" T(设棒与轨道间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等,g取10 m/s2)

(1)若从t=0开始,磁感应强度B随时间t按图乙中图象所示的规律变化,求在金属棒b开始运动前,这个装置释放的热量是多少?
(2)若保持磁感应强度B0的大小不变,从t=0时刻开始,给b棒施加一个水平向右的拉力,使它做匀加速直线运动.此拉力F的大小随时间t变化关系如图丙所示.求匀加速运动的加速度及b棒与导轨间的滑动摩擦力.


参考答案:(1)0.036J(2)a=5m/s2?f=0.2N


本题解析:(1)当磁感应强度均匀增大时,闭合电路中有恒定的感应电流I,以b棒为研究对象,它受到的安培力逐渐增大,静摩擦力也随之增大,当磁感应度增大到b所受安培力F与最大静摩擦力f相等时开始滑动.
感应电动势:E=?I=?

(3分)

?棒b将要运动时,有f=BtIL?Bt=?根据Bt=B0+,得t=1.8s
回路中产生焦耳热为Q=I22rt=0.036J?
(2)由图象可得到拉力F与t的大小随时间变化的函数表达式为?F=F0+
b棒匀加速运动时,根据牛顿第二定律有: F-f-F安=ma?
F=B0?IL??I=?v=at?∴F安=?
联立可解得F=f+ma+?

(2分)

?将据代入,可解得a=5m/s2?f=0.2N?考点:
点评:本题是力学和电磁学的综合题,综合运用了电磁感应定律、能量守恒定律以及共点力平衡问题,


本题难度:一般



3、选择题  如图所示的下列各图中,表示通电直导线在匀强磁场中所受磁场力的情况,其中磁感应强度B、电流I、磁场力F三者之间的方向关系不正确的是(  )
A.
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B.
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C.
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D.
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参考答案:左手定则的内容为伸开左手,让四指与大拇指相互垂直,磁场垂直穿过掌握,四指指向电流方向,大拇指所指的方向为电流受力的方向;
根据左手定则判断受力方向:
A、受力向左,故A中关系错误;
B、受力向右,故B中关系正确;
C、受力向上,故C中关系正确;
D、受力垂直于电流向上,故D中关系正确;
本题选不正确的,故选A.


本题解析:


本题难度:一般



4、选择题  处于同一平面内的两根长直导线中通有方向相反大小不同的电流,这两根导线把它们所在的平面分成a、b、c三个区域,如右图所示,则磁感强度为零的区域(  )
A.一定出现a区
B.一定出现b区
C.可能出现在b区
D.可能出现在c区



参考答案:根据安培定则判断得知:电流I1在a区域产生的磁场方向垂直纸面向外,在b、c区域产生的磁场方向垂直纸面向里;
电流I2在ab区域产生的磁场方向垂直纸面向里,在c区域产生的磁场方向垂直纸面向外,所以在a、c两区域两电流的磁场方向相反,若磁感应强度大小再相等,则可能出现磁感应强度为零的区域.
故选:D


本题解析:


本题难度:简单



5、简答题  如图11所示,水平放置的光滑平行金属导轨宽度L=0.2m,质量为0.1㎏的金属导线ab垂直于导轨放在其上。整个装置放在方向竖直向下,磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中。ab直导线在F=2N的水平向右的恒力作用下由静止开始向右运动,电路的总电阻R=0.05Ω。求:
(1)导体棒运动的最大速度是多大?
(2)ab导线运动速度v=5m/s时,ab的加速度是多大?
(3)当ab达到最大速度时,撤去恒力F,以后感应电流在电阻R上还能产生多少热量?


参考答案:(1)10m/s(2)?(3)5J


本题解析:⑴?(4分)
(1分)
⑵由牛顿第二定律可得:
(4分)
(1分)
⑶根据能量受恒可得:(4分)


本题难度:简单




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