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高考复习教程物理上册第十讲 磁场与电磁感应101磁场 磁场对电流和电荷的作用一选择题1由磁感应强度的定义式BF/IL可知( )(A)B与通电导线受到的磁场力F成正比,与电流和导线长度的乘积IL成反比(B)磁感应强度的方向与F的方向一致(C)该公式只适用于匀强磁场(D)只要满足L很短、I很小的条件,该公式对任何磁场都适用2如图所示,一条形磁铁放在水平桌面上,在其左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线,当导线中通以图示方向的电流时( )(A)磁铁对桌面的压力减小,且受到向左的摩擦力(B)磁铁对桌面的压力减小,且受到向右的摩擦力(C)磁铁对桌面的压力增大,且受到向左的摩擦力(D)磁铁对桌面的压力增大,且受到向右的摩擦力3如图所示,原来静止的圆环线圈,通有顺时针方向的电流I1,在其直径ab上靠近b处垂直于线圈平面固定一长直导线,并通以图示方向的电流I2,则线圈将( )(A)以ab为轴转动,并向左平动(B)以ab为轴转动,并向右平动(C)只向左平动(D)只以ab为轴转动4如图所示的电流天平可用来测定磁感应强度B。天平的右臂下面挂有一个矩形线圈,宽ab为l,共N匝,线圈的下部悬在待测匀强磁场中,磁场方向垂直纸面。当线圈中通有图示方向电流I时,在天平左、右两边加上质量各为m1、m2的砝码,天平平衡。当电流反向(大小不变)时,右边再加上质量为m的砝码后,天平重新平衡。由此可知( )(A)磁感应强度的方向垂直纸面向里,大小为(m1m2)g/Nl(B)磁感应强度的方向垂直纸面向里,大小为mg2NIll(C)磁感应强度的方向垂直纸面向外,大小为(m1m2)g/NIll(D)磁感应强度的方向垂直纸面向外,大小为mg/2NIll二填空题5如图所示,在倾角为30的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为L,质量为m的直导体棒,一匀强磁场垂直于斜面向下,当导体棒内通有垂直纸面向里的电流I时,导体棒恰好静止在斜面上,则磁感应强度的大小为B 。mg/2IL6如图所示,一细导体杆弯成四个拐角均为直角的平面折线,其ab、cd段长度均为l1,bc段长度为l2。弯杆位于竖直平面内,Oa、dO段由轴承支撑且沿水平放置。整个弯杆置于匀强磁场中,磁场方向竖直向上,磁感应强度为B。今在导体杆中沿abcd通以大小为I的电流,此时导体杆受到的安培力对OO轴的力矩大小等于 。IBl1l27如图所示,有一闭合三角形导线框ABC,已知ABBClm,ABC120,放在磁感应强度B一再T的匀强磁场中,磁场垂直于线框平面。若在线框中通以I1A的电流,则AB与Bc所受安培力的合力大小为 N,整个线框所受安培力的合力大小为 N。3,08在磁感应强度B0.48T的匀强磁场中,有一个长0.2m、宽0.1m的矩形线圈,当线圈平面与磁场方向垂直时,线圈中的磁通量为 Wb,当线圈平面与磁场方向成30角时线圈中的磁通量为 Wb。0.0096,0.00489如图所示,A、B、C三根长直导线通以图示方向的电流,间隔相等地平行放置在同一水平面内,A在左,C在右,则A导线所受磁场力方向向 (填“左”、“右”或“无”),b导线所受磁场力方向向 。左,无10匀强磁场的磁感应强度为B,一长为L的导线弯成等臂直角形,通以电流I,导线所在平面与磁场方向垂直,且可绕过其一端且平行于磁场方向的轴自由转动,为使杆平衡需在其另一端加一个力,该力的大小至少为 。BIL/411如图所示,质量为0.1kg、长为0.3m、电阻不计的金属棒AB,能绕过A点的水平轴自由转动,轴A与触点C的距离为0.2m,AB搁在C点上时它与竖直方向的夹角为37。回路中连有电动势为6V,内阻为0.1的电源,所在空间有与转轴平行的匀强磁场。当滑动变阻器的电阻为0.5时,AB呈小幅摆动状态,则该磁场的磁感应强度大小为 T。0.45三计算题12如图所示,间距为20cm、倾角为53的两根光滑金属导轨间,有磁感应强度为1 T、方向竖直向上的匀强磁场,导轨上放有质量为0.03kg的金属棒。在与导轨连接的电路中,变阻器R1的总电阻为5,电阻R为12,导轨和金属棒电阻不计,电源电动势为40V,内阻为1,金属棒恰静止在导轨上。求:(1)金属棒中的电流;(2)变阻器滑片左端部分的电阻值。2A,113如图所示,MN为通有稳恒电流I1的长直导线,ABCD为通有电流I210A的矩形线圈,共有10匝。已知AB12cm,BC20cm,AD与BC都平行于MN,与MN都相距10cm。线圈能绕过AB及CD中点的轴转动,测得线圈所受磁场力的力矩为2.4103Nm,求A点处的磁感应强度。1.25103102导体切割磁感线运动一选择题1如图所示,一个边长为L的正方形导线框以速度v匀速通过宽为d(dL)的匀强磁场,在此过程中线框中有感应电流的时间是( )(A)2d/v (B)2L/v(C)(Ld)/v (D)(L2d)/v2如图所示,有一个正方形导线框处于匀强磁场中,线框平面与磁场方向垂直,当线框被匀速拉出磁场的过程中,在其他条件不变的情况下,下列选项中,外力对线框做功的功率与其成正比的是( )(A)线圈匝数 (B)线圈边长(C)导线截面积 (D)运动速度3如图所示,边长分别为L1和L2的长方形线框,在外力作用下匀速通过宽为d的有界匀强磁场区,在线框通过磁场区的过程中,力F做功的情况是( )(A)当dL2时,力F做功为2FL2(B)当dL2时,力F做功为2Fd(C)当dL2时,力F做功为2FL2(D)当dL2时,力F做功为2Fd4如图所示,光滑的足够长U形导电导轨,底部连一灯泡,匀强磁场B垂直于导轨平面。当足够长的金属棒n6下滑至稳定状态时,灯泡获得一个稳定的电功率,除灯泡外电阻均不计,为使灯泡稳定功率提高一倍,可采取的办法有( )(A)灯泡电阻增为原来的2倍(B)灯泡电阻改为原来的倍(c)把B增为原来的倍(D)把导轨间距变为原来的/2倍二填空题5如图所示,平行金属导轨间距为d,一端连接一阻值为R的电阻。匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直导轨平面。一根长直金属棒与导轨成60放置,导轨与金属棒的电阻不计,当金属棒以垂直于棒的恒定速度v沿金属导轨滑行时,电阻R中的电流大小为 ,方向 。2Bdv/3R,下6如图所示,电阻为R的矩形导线框abcd,边长abL,ash,质量为m,自某一高度自由落下,通过一匀强磁场。磁场方向垂直纸面向里,磁场区域的高度为h。若线框恰好以恒定速度通过磁场,线框中消耗的电能是 。2mgh7如图所示,长L1宽L2的矩形线圈电阻为R,处于磁感应强度为B的匀强磁场边缘,线圈与磁感线垂直。则将线圈以向右的速度v匀速拉出磁场的过程中,拉力的大小为 ;拉力的功率为 ;拉力做的功为 ;线圈中产生的电热为 。B2L22v/R,B2L22v2/R,B2L22L1v/R,B2L22L1v/R8如图所示,光滑竖直平行导轨上端连有一电阻R,导轨上套有一质量为m的导体棒ab,导轨与导体棒电阻均不计。现导体棒自由下落,以速度进入高为h的水平匀强磁场区域,穿出磁场时的速度为v/2。则此过程中电阻R上产生的热量为 。mgh3mv2/89如图所示,光滑导线框abcd固定在竖直平面内,bc段的电阻为R,其他电阻均不计。ef是电阻不计的水平放置的导体杆,杆长为l,质量为m,杆两端分别与ab和cd保持良好接触。整个装置放在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与框面垂直。现用一恒力F竖直向上拉ef,当ef匀速上升时,其速度的大小 。R(Fmg)/B2L210如图所示,在B0.5T的匀强磁场中垂直于磁场水平放置的相距h0.1m、电阻不计的平行金属导轨MN和PQ,导轨右端连着阻值为R0.3的电阻,导轨上跨放一根长为L0.2m、每米长电阻为r2金属导体棒,金属棒以速度v4m/s向左匀速运动时,电阻R中的电流强度为 A,金属棒两端的电压为 V。0.4,0.32三计算题11如图所示,长为L、电阻为r0.3、质量为m0.1kg的金属棒CD垂直跨搁在位于水平面上的两平行光滑导轨上,导轨电阻不计,间距也是L,导轨左端接有R0.5的电阻和量程为01.0V的电压表,量程为03.0A的电流表串接在一条导轨上,垂直导轨平面的匀强磁场向下穿过平面。现以向右的恒力F使金属棒以v2m/s的速度在导轨上匀速滑动时,观察到一个电表正好满偏,而另一个电表未满偏。问:(1)此满偏的电表是什么表?说明理由。(2)拉动金属棒的外力F多大?电压表,1.6N12如图所示,两条平行光滑金属导轨位于水平面内,间距为l0.2m,导轨一端接有阻值为R0.5的电阻,在l0处有与水平面垂直的匀强磁场,磁感应强度B0.5T。一质量为m0.1kg的金属直杆垂直放置在导轨上,并以v02m/s的初速度进入磁场,在安培力和一垂直于杆的水平外力F共同作用下做匀变速直线运动,加速度大小为a2m/s2,方向与初速度方向相反。导轨和金属杆电阻均不计,且接触良好。求:(1)电流为零时金属杆所处的位置;(2)电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力F的大小和方向;(3)保持其他条件不变,而初速度v0取不同值,求开始时F的方向与初速度v0取值的关系。1,0.18,0.22,v010m/sF左,v010m/sF右103法拉第电磁感应定律一选择题1用电阻率为、横截面积为S的导线,绕成竹匝边长为a的正方形闭合线圈,垂直于磁场方向放在指向纸外的匀强磁场中,磁场均匀变化,线圈中的感应电流为I,方向如图所示。则( )(A)磁场是增强的(B)磁场是减弱的(C)磁感应强度的变化率为I/aS(D)磁感应强度的变化率为4I/aS2如图(甲)所示,圆形线圈P静止在水平桌面上,其正上方悬挂一相同的线圈Q,P和Q共轴,Q中通有变化电流,电流随时间变化的规律如图(乙)所示。P所受重力为G,桌面对P的支持力为N。则( )(A)t1时刻NG(B)t2时刻NG(C)t3时刻NG(D)t4时刻NG3一面积为S、电阻为R的金属圆环,垂直于磁场方向放在匀强磁场中,在t时间内,若磁感应强度的变化量为B,则与通过金属环截面的电量有关的物理量是( )(A)t的长短 (B)S的大小 (C)R的大小 (D)B的大小4穿过某线圈的磁通量随时间变化关系如图所示,则线圈中的感应电动势最大的时段是( )(A)02s (B)24s (C)45s (D)56s5如图(甲)所示,竖直放置的螺线管与导线abcd构成回路,导线所在区域内有一垂直纸面向里的变化的匀强磁场B,螺线管下方水平桌面上有一导体圆环。当导体圆环受到向上的磁场力时,(乙)图中正确反映B随时间变化关系的是( )A二填空题6有一个100匝的线圈,如果线圈直径为2cm,垂直穿过它的匀强磁场的磁感应强度在2s时间内先从0.3T减小到零,再以相反方向增入到0.2T,则线圈所产生的平均感应电动势为 V,
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