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- 2021-05-13 发布
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第8章 磁场 1 第一节
1.关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力,下列说法正确的是( )
A.安培力的方向可以不垂直于直导线
B.安培力的方向总是垂直于磁场的方向
C.安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关
D.将直导线从中点折成直角,安培力的大小一定变为原来的一半
解析:选B.安培力的方向始终与电流方向和磁场方向垂直,选项A错误,选项B正确;由F=BILsin θ可知,安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角有关,选项C错误;将直导线从中点折成直角时,因磁场与导线的夹角未知,则安培力的大小不能确定,选项D错误.
2.(2018·江苏部分重点中学模拟)
已知直线电流在其空间某点产生的磁场,其磁感应强度B的大小与电流强度成正比,与点到通电导线的距离成反比.现有平行放置的三根长直通电导线,分别通过一个直角三角形△ABC的三个顶点且与三角形所在平面垂直,如图所示,∠ACB=60°,O为斜边的中点.已知I1=2I2=2I3,I2在O点产生的磁场磁感应强度大小为B,则关于O点的磁感应强度,下列说法正确的是( )
A.大小为2B,方向垂直AB向左
B.大小为2B,方向垂直AB向左
C.大小为2B,方向垂直AB向右
D.大小为2B,方向垂直AB向右
解析:
选B.导线周围的磁场的磁感线,是围绕导线形成的同心圆,空间某点的磁场沿该点的切线方向,即与该点和导线的连线垂直,根据右手螺旋定则,可知三根导线在O
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点的磁感应强度的方向如图所示.已知直线电流在其空间某点产生的磁场,其磁感应强度B的大小与电流强度成正比,与点到通电导线的距离成反比,已知I1=2I2=2I3,I2在O点产生的磁场磁感应强度大小为B,O点到三根导线的距离相等,可知B3=B2=B,B1=2B,由几何关系可知三根导线在平行于AB方向的合磁场为零,垂直于AB方向的合磁场为2B.综上可得,O点的磁感应强度大小为2B,方向垂直于AB向左.故B正确,A、C、D错误.
3.(2018·盐城高三调研测试)如图所示,两根电阻不计、相距L且足够长的平行金属直角导轨,一部分处在水平面内,另一部分处在竖直平面内.导轨所在空间存在大小为B、方向竖直向下的匀强磁场.金属棒ab质量为2m,电阻为R;cd质量为m,电阻为2R.两棒与导轨间动摩擦因数均为μ.ab棒在水平向左拉力作用下,由静止开始沿水平轨道做匀加速运动,同时cd棒由静止释放.cd棒速度从0达到最大的过程中拉力做功为W.重力加速度为g.求:
(1)cd棒稳定状态时所受的摩擦力;
(2)cd棒速度最大时,ab棒两端的电势差;
(3)cd棒速度从0达到最大的过程中,ab棒克服阻力做的功.
解析:(1)cd棒最终是保持静止状态mg-f静=0
f静=mg
方向竖直向上.
(2)cd棒速度达最大时,所受合力为0
mg-f滑=0 f滑=μFN
FN=F安=BIL
Uab=Ucd=-I·2R=-.
(3)cd棒速度从0达到最大的过程中
由动能定理得W-W阻=·2mv
结合(2)并由闭合电路欧姆定律得=
vab=
W阻=W-.
答案:见解析
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