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1. 如图所示,两个半径均为R的光滑圆轨道a、b并排固定在竖直平面内,在轨道最低点放置一根质量为m的铜棒,棒长为L,所在空间有平行于圆轨道平面水平向右的匀强磁场,给铜棒通以从C到D的恒定电流I的同时给铜棒一大小为
的水平初速度,已知磁感应强度大小
(g为重力加速度),以下说法正确的是( )
A.
铜棒获得初速度时对每条轨道的压力为mg
B.
铜棒获得初速度时对每条轨道的压力为0
C.
从轨道最低点到最高点的过程中,铜棒机械能增加2mgR
D.
从轨道最低点到最高点的过程中,铜棒所受合力做功为0
【考点】
安培力的计算;
【答案】
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单选题
普通
基础巩固
能力提升
变式训练
拓展培优
换一批
1. 如图所示,将长为2L的直导线折成边长相等、夹角为60°的“V”形,并置于与其所在平面垂直的、磁感应强度为B的匀强磁场中。若“V”形导线所受的安培力大小为F,则该直导线中通过的电流大小为( )
A.
B.
C.
D.
单选题
容易
1. 如图所示,两根相距为d的平行金属导轨与水平面间的夹角为
, 两导轨右端与滑动变阻器、电源、开关连接成闭合回路,在两导轨间轻放一根质量为m、长为d的导体棒MN。导轨间存在着垂直于导轨平面向下的匀强磁场。调节滑动变阻器,当通过导体棒的电流为I和
时,导体棒MN均恰好静止。已知重力加速度为g,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是( )
A.
a端为电源的负极
B.
匀强磁场的磁感应强度大小为
C.
当通过导体棒的电流为I和
时,导轨对导体棒的作用力大小相等
D.
导体棒与导轨间的动摩擦因数为
单选题
普通
2. 如图所示,水平直导体棒
用绝缘细线悬吊处于静止状态,空间存在匀强磁场,磁场的方向与竖直方向夹角为
, 给导体棒通入方向不变的电流,缓慢增大电流的大小,在导体棒缓慢向右运动至悬线与磁场平行的过程中,下列判断正确的是( )
A.
导体棒中的电流由a到b
B.
导体棒受到的安培力方向不断变化
C.
悬线对导体棒的拉力不断减小
D.
当悬线与磁场平行时,导体棒受到的安培力为零
单选题
普通
3. 如图所示,倾斜轨道与水平面的夹角为
, 倾斜轨道上放置一光滑的导电金属导轨
, 导轨间距为
,
间接有一直流电源,
段垂直于导轨放置一金属棒,回路内的电流为
, 整个空间处在磁感应强度为
的竖直向上的匀强磁场中,金属棒刚好处于静止状态,已知重力加速度为
, 则( )
A.
端接电源的正极
B.
金属棒受到的安培力大小为
C.
金属棒的质量为
D.
金属棒的质量为
单选题
普通
1. 如图所示,一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直.线段ab、bc和cd的长度均为L,且∠abc=∠bcd=135°.流经导线的电流为I,方向如图中箭头所示.关于导线abcd所受到的磁场的作用力的合力,下列说法正确的是
A.
方向沿纸面垂直bc向上,大小为
B.
方向沿纸面垂直bc向下,大小为
C.
若在纸面内将abcd逆时针旋转30°,力的大小不变
D.
若在纸面内将abcd逆时针旋转60°,力的大小减半
多选题
普通
2. 如图所示,在倾角为α的光滑斜面上,垂直斜面放置一根长为L、质量为m的直导体棒,当通以图示方向电流I时,欲使导体棒静止在斜面上,可加一平行于纸面的匀强磁场,当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向由垂直斜面向上沿逆时针方向转至水平向左的过程中,下列说法中正确的是( )
A.
此过程中磁感应强度B逐渐增大
B.
此过程中磁感应强度B先减小后增大
C.
此过程中磁感应强度B的最小值为
D.
此过程中磁感应强度B的最大值为
多选题
普通
3. 将一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中,下图中能正确反映各物理量间关系的图线是(F为导线受到的安培力,B为磁感应强度,I为通过导线的电流,L为导线的长度)( )
A.
B.
C.
D.
多选题
容易
1. 如图所示,相距20cm的平行金属导轨所在平面与水平面夹角
, 现将一质量
的金属棒ab放在导轨上,它与导轨间的滑动摩擦因数
, 且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,整个装置处于磁感应强度为2T的竖直向上匀强磁场中,导轨所接的电源电动势为15V,内阻不计,滑动变阻器的阻值满足要求,其他部分电阻不计,为了保证ab处于静止状态,求:(
,
,
)
(1)
滑动变阻器的阻值R的调节范围;
(2)
ab通入的电流为多大时金属棒与导轨间的摩擦力为0。
解答题
普通
2. 如图所示为某种“电磁枪”的原理图。在竖直向下的匀强磁场中,两根相距L的平行长直金属导轨水平放置,左端接电容为C的电容器,一导体棒放置在导轨上,与导轨垂直且接触良好,不计导轨电阻及导体棒与导轨间的摩擦。已知磁场的磁感应强度大小为B,导体棒的质量为m、接入电路的电阻为R。开关闭合前电容器的电荷量为Q。
(1)
求闭合开关瞬间通过导体棒的电流I;
(2)
求闭合开关瞬间导体棒的加速度大小a。.
解答题
普通
3. 近年来,电动汽车在我国迅速发展,其动力装置是电动机。如图甲所示是一台最简单的直流电动机模型示意图,固定部分(定子)装了一对磁极,旋转部分(转子)装了圆柱形铁芯,将abcd矩形单匝导线框固定在转子铁芯上,能与转子一起绕轴
转动。线框与铁芯是绝缘的,线框通过换向器与直流电源连接。定子与转子之间的空隙很小,可认为磁场沿径向分布,线框无论转到什么位置,它的平面都跟磁感线平行,如图乙所示,线框所处位置的磁感应强度大小均为B。已知ab、cd边的质量均为M、长度均为L,其他部分质量不计,线框总电阻为R。电源电动势为E,内阻不计。当闭合开关S,线框由静止开始在磁场中转动,忽略一切阻力与摩擦,以及线圈的自感系数。
(1)
分别求出刚闭合开关S后瞬间、线框的转速达到稳定后线框中的电流
和
;
(2)
求闭合开关后,线框由静止开始转动,到转动速率达到稳定的过程中,线框ab边能达到的最大速度
和电源所释放的电能W;
(3)
当用电动机带动其他机器稳定工作时,线框的ab、cd边相当于都受到与转动速度方向相反、大小恒定的阻力f,f不同转动速率也不同。写出此时电动机工作效率
的表达式,并求出当
时,线框的ab、cd边转动的速率。
解答题
困难