高中物理知识点大全《通电导线在磁场中受到的力》考点特训(2019年冲刺版)(十)

时间:2019-06-23 22:28:05

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1、计算题  如图,水平放置的光滑的金属导轨M、N,平行地置于匀强磁场中,间距为d,磁场的磁感强度大小为B,方向与导轨平面夹为α ,金属棒ab的质量为m,放在导轨上且与导轨垂直。电源电动势为E,定值电阻为R,其余部分电阻不计。则当电键调闭合的瞬间,棒ab的加速度为多大?


参考答案:解:画出导体棒ab受力的截面图,如图所示导体棒ab所受安培力:F=BIL?
由牛顿第二定律得:Fsinα=ma?
导体棒ab 中的电流:I=E/R?


本题解析:


本题难度:一般



2、选择题  如图所示,把一重力不计可自由运动的通电直导线AB水平放在蹄形磁铁磁极的正上方,当通以图示方向的电流时,导线的运动情况是(从上往下看)(? )?

A.顺时针方向转动,同时下降
B.逆时针方向转动,同时下降
C.顺时针方向转动,同时上升
D.逆时针方向转动,同时上升


参考答案:B


本题解析:

根据图所示的导线所在处的特殊位置判断其转动情况.将导线从N、S极的中间分成两段,左、右段所在处的磁场方向如左图所示,由左手定则可得左段受安培力的方向垂直纸面向外,右段受安培力的方向垂直纸面向里,从上向下看,导线将绕0点沿逆时针方向转动。再根据导线转过900时的特殊位置判断其上下运动情况.如右图所示,导线此时受安培力方向竖直向下,导线将向下运动.由上述两个特殊位置的判断可知,当导线不在上述的特殊位置时,所受安培力使导线逆时针转动的同时还要向下运动。
故选B
点评:中等难度。(1)在用电流元法分析问题时,要在对称的特殊位置选取电流元.(2)若磁感应强度的方向与电流方向不垂直时,应将磁感应强度B分解为与电流方向垂直的分量和平行的分量后再进行分析.(3)要把用特殊位置分析出的结果结合实际,推导出一般的结论.


本题难度:一般



3、选择题  如图所示,闭合的矩形导体线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动,沿着OO′方向观察,线圈沿顺时针方向转动.已知匀强磁场的磁感强度为B,线圈匝数为n,ab边的边长为l1,ad边的边长为l2,线圈电阻为R,转动的角速度为ω,则当线圈转至图示位置时(  )
A.线圈中感应电流的方向为abcda
B.线圈中的感应电动势为2nBl2ω
C.穿过线圈磁通量随时间的变化率最大
D.线圈ad边所受安培力的大小为

n2B2l1l22ω
R
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参考答案:
A、图示时刻,ad速度方向向外,bc速度方向向里,根据右手定则判断出ad中感应电流方向为d→a,bc中电流方向为b→c,线圈中感应电流的方向为abcda.故A正确.
B、线圈中的感应电动势为E=nBSω=nBl1l2ω.故B错误.
C、图示时刻ad、bc两边垂直切割磁感线,线圈中产生的感应电动势最大,由法拉第电磁感应定律分析得知,磁通量的变化率最大.故C正确.
D、线圈ad边所受安培力的大小为F=nBIl2=nBnBl1l2ωR?l2=n2B2l1l22ωR.故D正确.
故选ACD


本题解析:


本题难度:简单



4、选择题  如图甲所示,正六边形导线框abcdef放在匀强磁场中静止不动,磁场方向与线框平面垂直,磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示.t=0时刻,磁感应强度B的方向垂直纸面向里,设产生的感应电流顺时针方向为正、竖直边cd所受安培力的方向水平向左为正.则下面关于感应电流i和cd所受安培力F随时间t变化的图象正确的是(  )
A.
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B.
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C.
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D.
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参考答案:A、0~2s内,磁场的方向垂直纸面向里,且逐渐减小,根据楞次定律,感应电流的方向为顺时针方向,为正值.根据法拉第电磁感应定律,E=△BS△t=B0S为定值,则感应电流为定值,I1=B0SR.在2~3s内,磁感应强度方向垂直纸面向外,且逐渐增大,根据楞次定律,感应电流方向为顺时针方向,为正值,大小与0~2s内相同.在3~4s内,磁感应强度垂直纸面向外,且逐渐减小,根据楞次定律,感应电流方向为逆时针方向,为负值,大小与0~2s内相同.在4~6s内,磁感应强度方向垂直纸面向里,且逐渐增大,根据楞次定律,感应电流方向为逆时针方向,为负值,大小与0~2s内相同.故A正确,B错误.
? C、在0~2s内,磁场的方向垂直纸面向里,且逐渐减小,电流恒定不变,根据FA=BIL,则安培力逐渐减小,cd边所受安培力方向向右,为负值.0时刻安培力大小为F=2B0I0L.在2s~3s内,磁感应强度方向垂直纸面向外,且逐渐增大,根据FA=BIL,则安培力逐渐增大,cd边所受安培力方向向左,为正值,3s末安培力大小为B0I0L.在2~3s内,磁感应强度方向垂直纸面向外,且逐渐增大,则安培力大小逐渐增大,cd边所受安培力方向向右,为负值,第4s初的安培力大小为B0I0L.在4~6s内,磁感应强度方向垂直纸面向里,且逐渐增大,则安培力大小逐渐增大,cd边所受安培力方向向左,6s末的安培力大小2B0I0L.故C正确,D错误.
故选AC.


本题解析:


本题难度:简单



5、选择题  如图所示,磁场方向竖直向下,通电直导线ab由水平位置1绕a点在竖直平面内转到位置2,通电导线所受安培力是(  )

A.数值变大,方向不变
B.数值变小,方向不变
C.数值不变,方向改变
D.数值、方向均改变


参考答案:B


本题解析:安培力,水平位置1绕a点在竖直平面内转到位置2,通电导线和磁场的夹角减小,所以安培力大小变小,根据左手定则磁感线穿过手心,四指指电流方向,大拇指所指就是安培力方向因此方向不变,答案B对。


本题难度:简单




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