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2016-05-28
4.将一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中,图3-1-4能正确反映各量间关系的是( )
图3-1-4
解析:选BC.匀强磁场各处的磁感应强度的大小和方向相同,不随F或IL而发生变化,故B正确,D错误.由于导线垂直于磁场,有B=FIL,即F=ILB.可见在B不变的情况下F与IL成正比,所以A错误,C正确.正确答案为B、C.
5.(2011年南昌高二检测)某地的地磁场强度大约是4.0×10-5 T,一根长为500 m的导线,通入电流强度为10 A的电流,该导线可能受到的磁场力为( )
A.0 B.0.1 N
C.0.3 N D.0.4 N
解析:选AB.由F=ILB=10×500×4.0×10-5 N=0.2 N.这是导线与磁场方向垂直时得到的最大磁场力,其他放置方向导线受的磁场力要小于0.2 N,平行磁场放置时F=0.故只要小于0.2 N,大于或等于0的力均是有可能的.故正确答案为A、B.
图3-1-5
6.如图3-1-5所示,A为电磁铁,C为胶木秤盘,A和C(包括支架)的总质量为M,B为铁片,质量为m,当电磁铁通电,铁片被吸引上升的过程中,轻绳上拉力F的大小为( )
A.F=Mg
B.mg
C.F=(M+m)g
D.F>(M+m)g
解析:选D.在铁片B上升的过程中,轻绳上的拉力F大小等于A、C的重力Mg和B对A的引力F引的和.在铁片B上升的过程中,对B有F引-mg=ma,所以F引=mg+ma.由牛顿第三定律可知B对A的引力F′引与A对B的引力F引大小相等、方向相反.所以F=Mg+mg+ma.
7.
图3-1-6
一段通电的直导线平行于匀强磁场放入磁场中,如图3-1-6所示,导线上的电流由左向右流过.当导线以左端点为轴在竖直平面内转过90°的过程中,导线所受的安培力( )
A.大小不变
B.大小由零逐渐增大到最大
C.大小由零先增大后减小
D.大小由最大逐渐减小到零
答案:B
8.在磁场中的同一位置,先后引入长度相等的直导线a和b,a、b导线的方向均与磁场方向垂直,但两导线中的电流不同,因此所受的力也不同,如图3-1-7所示中的几幅图象表示的是导线所受的力F与通过导线的电流I的关系.a、b各自有一组F、I的数据,在图象中各描出一个点.在A、B、C、D四幅图中,正确的是( )
图3-1-7
解析:选BC.通电导线在磁场中受的力F=BIL,由题意知,a、b两导线中长度相等,电流不同,所受力不同,但力F与I成正比,F-I图线一定是过原点的直线,因此答案只有B、C两幅图正确.
二、计算题
9.如图3-1-8所示,长为L、质量为m的导体棒
图3-1-8
用细线悬挂放入某匀强磁场中,导体棒与磁场方向垂直,当导体棒中通过的电流为I时,细线上的拉力恰好为零,问磁感应强度B为多大?
解析:由细线拉力恰好为0可知,磁场力为:
F=mg
又∵F=BIL
解得:B=mgIL.
答案:mg/IL
10.磁场中放一与磁场方向垂直的电流元,通入的电流是2.5 A,导线长1 cm,它受到的安培力为5×10-2 N.问:
(1)这个位置的磁感应强度是多大?
(2)如果把通电导线中的电流增大到5 A时,这一点的磁感应强度是多大?
(3)如果通电导线在磁场中某处不受磁场力,是否可以肯定这里没有磁场?
解析:(1)由磁感应强度的定义式得:
B=FIL=5×10-2 N2.5 A×1×10-2 m=2 T.
(2)磁感应强度B是由磁场和空间位置(点)决定的,和导线的长度L、电流I的大小无关,所以该点的磁感应强度是2 T.
(3)如果通电导线在磁场中某处不受磁场力,则有两种可能:
①该处没有磁场;
②该处有磁场,但通电导线与磁场方向平行.
答案:(1)2 T (2)2 T (3)见解析
11.(2011年浙江宁波高三联考)金属滑杆ab连着一
图3-1-9
弹簧,水平地放置在两根互相平行的光滑金属导轨cd、ef上,如图3-1-9所示,垂直cd与ef有匀强磁场,磁场方向如图所示,合上开关S,弹簧伸长2 cm,测得电路中电流为5 A,已知弹簧的劲度系数为20 N/m,ab的长为L=0.1 m.求匀强磁场的磁感应强度的大小是多少?
解析:弹簧拉力F弹=kΔx
金属杆所受磁场力:F=BIL
由平衡条件知:F=F弹
即ILB=kΔx
故B=kΔxIL=0.8 T.
答案:0.8 T
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