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资源描述
1.取两个完全相同的长导线,用其中一根绕成如图(a)所示的螺线管,当在该螺线管中通以电流强度为I的电流时,测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B,若将另一根长导线对折后绕成如图(b)所示的螺线管,并通以电流强度也为I的电流时,则在螺线管内中部的磁感应强度大小为( )A.0 B.0.5B C.B D.2B【解析】选A.由于图(b)中两股导线中电流大小相等、方向相反,它们在螺线管内中部的磁感应强度大小相等,方向相反,故在螺线管内中部的磁感应强度大小为0,A对,B、C、D错,故选A.2.关于磁感应强度B,下列说法中正确的是( )A.磁场中某点B的大小,跟放在该点的试探电流元的情况有关B.磁场中某点B的方向,跟放在该点的试探电流元所受磁场力方向一致C.在磁场中某点的试探电流元不受磁场力作用时,该点B值大小为零D.在磁场中磁感线越密集的地方,磁感应强度越大【解析】选D. 磁感应强度是由磁场本身决定的,与试探电流元的情况无关,A错;电流元所受磁场力方向与磁感应强度B的方向垂直,B错;当磁场与电流平行时,安培力等于零,C错;磁感线的疏密程度表示磁场的强弱,磁场中磁感线越密集的地方,磁感应强度越大,D正确,故选D.3.如图所示,通电细杆ab的质量为m,置于倾角为的导轨上,导轨和杆间不光滑.通有电流时,杆静止在导轨上.如图是四幅侧视图,标出了四种匀强磁场的方向,其中摩擦力不可能为零的是( )【解析】选C.要使静摩擦力为零,如果N=0,必有f=0.B中安培力的方向竖直向上,与重力的方向相反,可能使N=0,f=0;如果N0,则通电细杆受除静摩擦力f以外的其他力的合力只要为零,那么f=0.在A、D中,通电细杆所受的重力G、支持力N及安培力F安三力的合力可能为零,则通电细杆所受静摩擦力可能为零.C中,从通电细杆所受到的重力G、支持力N及安培力F安三力的方向分析,合力不可能为零,所以通电细杆所受静摩擦力不可能为零.故应为C.4.(2011温州模拟)如图所示,条形磁铁放在光滑的斜面上(斜面固定不动),用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡,A为水平放置的直导线的截面,导线中无电流时,磁铁对斜面的压力为F1;导线中有电流时,磁铁对斜面的压力为F2,此时弹簧的伸长量减小.则( )A.F1F2,A中电流方向向内 D.F1F2,A中电流方向向外【解析】选A.导线中通电时弹簧的伸长量减小,说明电流与磁铁之间产生了相互作用力,电流所受的安培力F应该如图所示.根据牛顿第三定律,电流对磁铁的作用力F应该如图所示.F可分解为沿斜面向上的分力和垂直于斜面向下的分力.由左手定则可知,导线中的电流方向应该向里,F1BbB.a、b两处的磁感应强度的大小不等,BaBa,所以B正确.10.(2011浦东模拟)一条形磁铁静止在斜面上,有一水平导线固定在磁铁中心的竖直上方,导线中通有垂直纸面向里的恒定电流I,如图所示,若将磁铁的N极与S极对调后,仍放在斜面上原来的位置,则磁铁对斜面的压力N和摩擦力f的变化情况分别是( )A.N增大,f减小B.N减小,f增大C.N与f都增大D.N与f都减小【解析】选C.磁铁周围的磁场如(a)图所示,由左手定则可判断出电流所受的安培力方向如(a)图所示.根据牛顿第三定律可判断出电流对磁铁的作用力如(b)图所示.此时电流对磁铁的安培力斜向上.如果将磁铁的N极和S极对调之后,电流对磁铁的安培力将反向,此时磁铁对斜面的压力将增大,磁铁下滑的趋势也增大,所以磁铁与斜面之间的摩擦力也随之增大,故C正确.【方法技巧】应用牛顿第三定律转换研究对象分析电流对磁铁的作用力(1)熟练掌握磁铁周围的磁感线分布情况,并根据解题需要准确画出电流所在位置的磁感线情况.(2)选电流为研究对象,利用左手定则准确判断并画出磁铁对电流的安培力方向.(3)根据牛顿第三定律,磁铁对电流的作用力与电流对磁铁的作用力应当是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,画出电流对磁铁的安培力方向.(4)利用平衡知识分析磁铁所受的其他力的变化情况.二、非选择题(本大题共2小题,共30分,要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)11.(2011大连模拟)(14分)水平放置的光滑金属导轨宽L=0.2 m,接有电源电动势E=3 V,电源内阻及导轨电阻不计.匀强磁场竖直向下穿过导轨,磁感应强度B=1 T.导体棒ab的电阻R=6 ,质量m=10 g,垂直放在导轨上并良好接触,求合上开关的瞬间,(1)金属棒受到安培力的大小和方向;(2)金属棒的加速度.【解析】(1)闭合电键的瞬间,回路中的电流 (4分)ab棒所受安培力F 安=BIL=0.1 N (4分)由左手定则知方向水平向右 (2分)(2)由牛顿第二定律知 (2分)方向水平向右 (2分)答案:(1)0.1 N 水平向右(2)10 m/s2,方向水平向右12.(16分)如图所示,PQ和EF为水平放置的平行金属导轨,间距为L=1.0 m,导体棒ab跨放在导轨上,棒的质量为m=20 g,棒的中点用细绳经轻滑轮与物体c相连,物体c的质量M=30 g.在垂直导轨平面方向存在磁感应强度B=0.2 T的匀强磁场,磁场方向竖直向上,重力加速度g取10 m/s2.若导轨是粗糙的,且导体棒与导轨间的最大静摩擦力为导体棒ab重力的0.5倍,若要保持物体c静止不动,应该在棒中通入多大的电流?电流的方向如何?【解题提示】(1)ab棒刚好不动时,ab中的安培力最大或最小.(2)ab棒刚好不动有两种可能:一是刚好不右滑,二是刚好不左滑.【解析】因导轨粗糙,设棒和导轨之间的最大静摩擦力为fm.若BILMg,则静摩擦力的方向与细绳的拉力方向相同,设此时电流为I1,则有BI1L-Mgfm=0.5mg, (4分)解得I1 (2分)若BILMg,则静摩擦力的方向与细绳的拉力方向相反,设此时电流为I2,则有Mg-BI2Lfm=0.5mg, (4分)解得I2 (2分)即ab棒中的电流为1.0 AI2.0 A. (2分)根据左手定则判断,棒中的电流方向为由a到b.(2分)答案:1.0 AI2.0 A 方向由a到b
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