安培力典型計算題

1、 .DOC資料. 常見磁場 安培力典型例題1.關(guān)于通電直導(dǎo)線所受的安培力、磁感應(yīng)強度和電流三者方向之間的關(guān)系，下列說法中正確的是（ ）A的三者必定均相互垂直B必定垂直于，但不一定垂直于C必定垂直于，但不一定垂直于D必定垂直于，但不一定垂直于2.在圖中，表示電流、磁場和磁場對電流作用力三者的方向關(guān)系正確的是（）如圖所示各圖中，表示磁場方向、電流方向及導(dǎo)線受力方向的圖示正確的是 ( )3.一段通電導(dǎo)線，放在同一勻強磁場中的四個不同的位置，如圖所示，則（ ）A情況下導(dǎo)線不受安培力B情況下導(dǎo)線都不受安培力C情況下導(dǎo)線受的安培力大于情況下導(dǎo)線受的安培力D情況下，導(dǎo)線受的安培力大小相等4.在磁場中某一點放

2、入一通電導(dǎo)線，導(dǎo)線與磁場垂直，導(dǎo)線長，電流為，所受磁場力為求：（1）這點的磁感應(yīng)強度是多大?若電流增加為，所受磁場力為多大?（2）若讓導(dǎo)線與磁場平行，這點的磁感應(yīng)強度多大?通電導(dǎo)線受到的磁場力多大?5.一根長、電流為的通電導(dǎo)線，放在磁感應(yīng)強度為的勻強磁場中，受到磁場力的大小可能是（）ABCD6.磁場中某區(qū)域的磁感線如圖所示，則（ ）A、兩處的磁感應(yīng)強度的大小不等，B、兩處的磁感應(yīng)強度的大小不等，C同一通電導(dǎo)線放在處受力一定比放在處受力大D同一通電導(dǎo)線放在處受力一定比放在處受力小7.如圖，水平直導(dǎo)線ab上方和下方各放有一靜止的小磁針P和Q。當(dāng)直導(dǎo)線通入由a流向b的電流時NSabIA. P和Q的N

3、極都轉(zhuǎn)向紙外； B. P和Q的N極都轉(zhuǎn)向紙里；C. P的N極轉(zhuǎn)向紙外，Q的N極轉(zhuǎn)向紙里；D. P的N極轉(zhuǎn)向紙里，Q的N極轉(zhuǎn)向紙外。8.蹄形磁鐵上方放置一通有方向如圖電流I的輕質(zhì)直導(dǎo)線ab，則ab運動的情況是A. a端轉(zhuǎn)向紙外，b端轉(zhuǎn)向紙里，同時向下運動；B. a端轉(zhuǎn)向紙外，b端轉(zhuǎn)向紙里，同時向上運動；C. a端轉(zhuǎn)向紙里，b端轉(zhuǎn)向紙外，同時向上運動；D. a端轉(zhuǎn)向紙里，b端轉(zhuǎn)向紙外，同時向下運動。NabcdsI9. 在條形磁鐵N極附近，放置一通有方向如圖電流I的輕質(zhì)線圈abcd，則線圈運動情況是A. ab邊轉(zhuǎn)向紙外，cd邊轉(zhuǎn)向紙里，同時靠近N極；B. ab邊轉(zhuǎn)向紙外，cd邊轉(zhuǎn)向紙里，同時遠(yuǎn)離N極

4、；C. ab邊轉(zhuǎn)向紙里，cd邊轉(zhuǎn)向紙外，同時靠近N極；D. ab邊轉(zhuǎn)向紙里，cd邊轉(zhuǎn)向紙外，同時遠(yuǎn)離N極。10.如圖所示，長為L的導(dǎo)線AB放在相互平行的金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌寬度為d，通過的電流為I，垂直于紙面的勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，則AB所受的磁場力的大小為【 】ABIL BBIdcos CBId/sin DBIdsin11 如圖，長為的直導(dǎo)線折成邊長相等，夾角為的形，并置于與其所在平面相垂直的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為，當(dāng)在該導(dǎo)線中通以電流強度為的電流時，該形通電導(dǎo)線受到的安培力大小為（ ）A0BCD12如圖所示，一條形磁鐵放在水平桌面上，在磁鐵右上方固定一根與磁鐵垂直的長直導(dǎo)線當(dāng)導(dǎo)線中通以由

5、外向內(nèi)的電流時（ ）A磁鐵受到向左的摩擦力，磁鐵對桌面的壓力減小B磁鐵受到向右的摩擦力，且對桌面的壓力減小C磁鐵受到向左的摩擦力，且對桌面的壓力增大D磁鐵不受摩擦力，對桌面的壓力不變13.如圖所示，臺秤上放一光滑平板，其左邊固定一擋板，一輕質(zhì)彈簧將擋板和一條形磁鐵連接起來，此時臺秤讀數(shù)為，現(xiàn)在磁鐵上方中心偏左位置固定一通電導(dǎo)線，電流方向如圖，當(dāng)加上電流后，臺秤讀數(shù)為，則以下說法正確的是（ ）A，彈簧長度將變長B，彈簧長度將變短C，彈簧長度將變長D，彈簧長度將變短14.如圖所示，兩根平行放置的長直導(dǎo)線和載有大小相同，方向相反的電流，受到的磁場力大小為當(dāng)加入一與導(dǎo)線所在平面垂直的勻強磁場后，受到的

6、磁場力大小變?yōu)?，則此時受到的磁場力大小變?yōu)椋ǎ〢BCD15.在等邊三角形的三個頂點、處，各有一條長直導(dǎo)線垂直穿過紙面，導(dǎo)線中通有大小相等的恒定電流，方向如圖過點的導(dǎo)線所受安培力的方向（ ）A與邊平行，豎直向上 B與邊平行，豎直向下C與邊垂直，指向左邊 與邊垂直，指向右邊16.如圖所示，是一條水平放置的固定長直導(dǎo)線，通電電流大小為，方向如圖，是一個通有電流的與共面的金屬環(huán)，圓環(huán)在磁場作用下（ ）A沿紙面向上運動B沿紙面向下運動C上半部垂直于紙面向外，下半部垂直于紙面向里運動D上半部垂直于紙面向里，下半部垂直于紙面向外運動17如圖，為圓心，是半徑分別為的同心圓，若處垂直紙面放置一載流直導(dǎo)線，電流垂

7、直紙面向外用一條導(dǎo)線圍成如圖所示回路，當(dāng)回路中沿圖示方向通以電流時，此回路將（ ）A向左平動B在紙面向繞過點垂直于紙面的軸轉(zhuǎn)動C邊向外，邊向里運動D邊向里，邊向外運動18如圖所示，一根質(zhì)量為的金屬棒，用軟線懸掛在磁感應(yīng)強度為的勻強磁場中，電流方向由，此時懸線張力不為零，欲使懸線張力為零，必須（）A改變電流方向，并適當(dāng)增加電流強度B不改變電流方向，適當(dāng)增加電流強度C改變磁場方向，并適當(dāng)增大磁感應(yīng)強度D不改變磁場方向，適當(dāng)減少磁感應(yīng)強度19.把一根柔軟的螺旋形彈簧豎直懸掛起來，使它的下端剛好跟杯里的水銀面相接觸，并使它組成如圖388所示的電路圖當(dāng)開關(guān)S接通后，將看到的現(xiàn)象是()A彈簧向上收縮B彈簧

8、被拉長C彈簧上下跳動D彈簧仍靜止不動20.一個可以自由運動的線圈L1和一個固定的線圈L2互相絕緣垂直放置，且兩個線圈的圓心重合，當(dāng)兩線圈通以如圖3511所示的電流時，從左向右看，則線圈L1將()A不動 B順時針轉(zhuǎn)動C逆時針轉(zhuǎn)動 D向紙面內(nèi)平動21.質(zhì)量為的通電細(xì)桿置于傾角為的平行導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌寬度為，桿與導(dǎo)軌間的摩擦因數(shù)為，有電流時恰好在導(dǎo)軌上靜止，如圖所示，下圖是方向觀察時的四個平面圖，標(biāo)出四種不同的勻強磁場方向，其中桿與導(dǎo)軌間摩擦力可能為零的是（）22.如圖所示，兩根間距為的平行光滑金屬導(dǎo)軌間接有電源，導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角金屬桿垂直導(dǎo)軌放置，導(dǎo)軌與金屬桿接觸良好整個裝置處于磁感應(yīng)強度為的

9、勻強磁場中當(dāng)磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向上時，金屬桿剛好處于靜止?fàn)顟B(tài)若將磁場方向改為豎直向上，要使金屬桿仍保持靜止?fàn)顟B(tài)，可以采取的措施是（ ）A減小磁感應(yīng)強度 B調(diào)節(jié)滑動變阻器使電流減小C減小導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角D將電源正負(fù)極對調(diào)使電流方向改變23.如圖所示，通電直導(dǎo)線質(zhì)量為、長為，水平的放置在傾角為的光滑斜面上，通以圖示方向的電流，電流強度為，要求導(dǎo)線靜止在斜面上（1）若磁場的方向豎直向上，則磁感應(yīng)強度為多大？（2）若要求磁感應(yīng)強度最小，則磁感應(yīng)強度如何？24.如圖所示，長L、質(zhì)量為m的金屬桿ab，被兩根豎直的金屬絲靜止吊起，金屬桿ab處在方向垂直紙面向里的勻強磁場中。當(dāng)金屬桿中通有方向ab的

10、電流I時，每根金屬絲的拉力大小為T。當(dāng)金屬桿通有方向ba的電流I時，每根金屬絲的拉力大小為2T。求磁場的磁感應(yīng)強度B的大小。25.質(zhì)量為0.5的金屬桿在相距1m的水平軌道上與軌道垂直放置金屬桿上通以I=4A的恒定電流，如圖所示，勻強磁場B垂直軌道平面，金屬桿與軌道間動摩擦因數(shù)為0.2，求勻強磁場的磁感應(yīng)強度B多大時金屬桿恰好不發(fā)生移動？26如圖所示，電源電動勢為E=2V，內(nèi)阻r=0.5，豎直導(dǎo)軌電阻可以忽略不計，金屬棒的質(zhì)量m=0.1kg，電阻R=0.5，有效長度為0.2m，靠在導(dǎo)軌的外面，它與導(dǎo)軌間的最大靜摩擦力是其之間正壓力的0.5倍。為使金屬棒靜止，我們施一與紙面夾角為37且與金屬棒垂直

11、向里的勻強磁場，求：（1）磁場是斜向上還是斜向下？（2）B的范圍是多少？27題圖shBK27. 如圖，相距d=10cm水平放置的兩根導(dǎo)電軌道，軌道間接有電源，處于磁感應(yīng)強度B=0.1T、垂直軌道平面向上的勻強磁場中。K斷開時，將一根質(zhì)量m=3g的金屬桿放于軌道一邊緣處，然后閉合K，金屬桿沿水平方向飛出落于地面上，其水平距離S=1.5m。則閉合K時通過金屬桿的電量為 。Bab8題圖28. 如圖，兩根光滑的弧形軌道，軌道間接有電動勢為、內(nèi)阻不計的電源，處于磁感應(yīng)強度為B、豎直向上的勻強磁場中?，F(xiàn)將一根長l、質(zhì)量為m、電阻為R的金屬桿ab放于軌道上，桿滑至某一位置處恰好可處于靜止。則此時桿對軌道壓力

12、的大小為 （軌道電阻不計）。29如右圖所示，水平放置的兩導(dǎo)軌P、Q間的距離L0.5 m，垂直于導(dǎo)軌平面的豎直向上的勻強磁場的磁感應(yīng)強度B2 T，垂直于導(dǎo)軌放置的ab棒的質(zhì)量m1 kg，系在ab棒中點的水平繩跨過定滑輪與重量G3 N的物塊相連已知ab棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)0.2，電源的電動勢E10 V、內(nèi)阻r0.1 ，導(dǎo)軌的電阻及ab棒的電阻均不計要想ab棒處于靜止?fàn)顟B(tài)，R應(yīng)在哪個范圍內(nèi)取值？(g取10 m/s2)30.電磁軌道炮工作原理如圖所示待發(fā)射彈體可在兩平行軌道之間自由移動，并與軌道保持良好接觸電流I從一條軌道流入，通過導(dǎo)電彈體后從另一條軌道流回軌道電流可形成在彈體處垂直于軌道面得磁場（

13、可視為勻強磁場），磁感應(yīng)強度的大小與I成正比通電的彈體在軌道上受到安培力的作用而高速射出現(xiàn)欲使彈體的出射速度增加至原來的2倍，理論上可采用的方法是（ ）A只將軌道長度L變?yōu)樵瓉淼?倍B只將電流I增加至原來的2倍C只將彈體質(zhì)量減至原來的一半D將彈體質(zhì)量減至原來的一半，軌道長度L變?yōu)樵瓉淼?倍，其它量不變31.如圖所示，質(zhì)量、電阻不計的金屬桿放在寬為，傾角為的導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌電阻也不計，其上端接電動勢為、內(nèi)阻為零的直流電源和可變電阻磁感應(yīng)強度的勻強磁場豎直向上穿過導(dǎo)軌平面金屬桿與導(dǎo)軌間的最大靜摩擦力為欲使棒靜止在導(dǎo)軌上不動，求可變電阻的取值范圍32.相距為的平行金屬導(dǎo)軌放在高的水平桌面上，一根質(zhì)量為的

14、金屬棒垂直地跨在導(dǎo)軌上，勻強磁場的磁感應(yīng)強度豎直向上，如圖所示，當(dāng)接通時，金屬棒因受到磁場力的作用而被水平拋出，落地點與拋出點之間的水平距離，求接通后，通過金屬棒的總電荷量（?。?3.澳大利亞國立大學(xué)制成了能把2.2 g的彈體(包括金屬桿EF的質(zhì)量)加速到10 km/s的電磁炮(常規(guī)炮彈的速度約為2 km/s)如圖357所示，若軌道寬為2 m，長為100 m，通過的電流為10 A，試求軌道間所加勻強磁場的磁感應(yīng)強度 (軌道摩擦不計)35.如圖所示，在傾角為37的光滑斜面上有一根長為0.4 m，質(zhì)量為6102 kg的通電直導(dǎo)線，電流I1 A，方向垂直紙面向外，導(dǎo)線用平行于斜面的輕繩拴住不動，整個

15、裝置放在磁感應(yīng)強度每秒增加0.4 T，方向豎直向上的磁場中，設(shè)t0，B0，則需要多長時間斜面對導(dǎo)線的支持力為零？(g取10 m/s2)36如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L0.40 m，金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角37，在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)，分布著磁感應(yīng)強度B0.5 T、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強磁場金屬導(dǎo)軌的一端接有電動勢E4.5 V、內(nèi)阻r0.50 的直流電源現(xiàn)把一個質(zhì)量m0.040 kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒恰好靜止導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點間的電阻R02.5 ，金屬導(dǎo)軌電阻不計，g取10 m/s2.已知sin 370.60，cos 370.8

16、0，求：(1)通過導(dǎo)體棒的電流；(2)導(dǎo)體棒受到的安培力大??；(3)導(dǎo)體棒受到的摩擦力大小36.如圖所示，水平放置的兩導(dǎo)軌P、Q間的距離L0.5 m，垂直于導(dǎo)軌平面的豎直向上的勻強磁場的磁感應(yīng)強度B2 T，垂直于導(dǎo)軌放置的ab棒的質(zhì)量m1 kg，系在ab棒中點的水平繩跨過定滑輪與重量G3 N的物塊相連已知ab棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)0.2，電源的電動勢E10 V、內(nèi)阻r0.1 ，導(dǎo)軌的電阻及ab棒的電阻均不計要想ab棒處于靜止?fàn)顟B(tài)，R應(yīng)在哪個范圍內(nèi)取值？(g取10 m/s2)37.如圖所示，在同一水平面的兩導(dǎo)軌相互平行，并處在豎直向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為0.2 T，一根質(zhì)量為0.6 kg，

17、有效長度為2 m的金屬棒放在導(dǎo)軌上，當(dāng)金屬棒中的電流為5 A時，金屬棒做勻速直線運動；當(dāng)金屬棒中的電流突然增大為8 A時，求金屬棒能獲得的加速度的大小38.如圖所示，在同一水平面的兩導(dǎo)軌相互平行，并處在豎直向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為0.2 T，一根質(zhì)量為0.6 kg，有效長度為2 m的金屬棒放在導(dǎo)軌上，當(dāng)金屬棒中的電流為5 A時，金屬棒做勻速直線運動；當(dāng)金屬棒中的電流突然增大為8 A時，求金屬棒能獲得的加速度的大小39據(jù)報道，最近已研制出一種可投入使用的電磁軌道炮，其原理如圖3520所示炮彈(可視為長方形導(dǎo)體)置于兩固定的平行導(dǎo)軌之間，并與軌道壁密接開始時炮彈在導(dǎo)軌的一端，通以電流后炮彈會

18、被磁力加速，最后從位于導(dǎo)軌另一端的出口高速射出設(shè)兩導(dǎo)軌之間的距離L0.10 m，導(dǎo)軌長x5.0 m，炮彈質(zhì)量m0.30 kg.導(dǎo)軌上的電流I的方向如圖中箭頭所示可以認(rèn)為，炮彈在軌道內(nèi)運動時，它所在處磁場的磁感應(yīng)強度始終為B2.0 T，方向垂直于紙面向里若炮彈出口速度為v2.0103 m/s，求通過導(dǎo)軌的電流I.忽略摩擦力與重力的影響40.下圖是導(dǎo)軌式電磁炮實驗裝置示意圖。兩根平行長直金屬導(dǎo)軌沿水平方向固定，其間安放金屬滑塊（即實驗用彈丸）?；瑝K可沿導(dǎo)軌無摩擦滑行，且始終與導(dǎo)軌保持良好接觸。電源提供的強大電流從一根導(dǎo)軌流入，經(jīng)過滑塊，再從另一導(dǎo)軌流回電源?；瑝K被導(dǎo)軌中的電流形成的磁場推動而發(fā)射。

19、在發(fā)射過程中，該磁場在滑塊所在位置始終可以簡化為勻強磁場，方向垂直于紙面，其強度與電流的關(guān)系為B=kI，比例常量k=2.5106T/A。已知兩導(dǎo)軌內(nèi)側(cè)間距l(xiāng)=1.5cm，滑塊的質(zhì)量m=30g，滑塊沿導(dǎo)軌滑行5m后獲得的發(fā)射速度v=3.0km/s（此過程視為勻加速運動）。（1）求發(fā)射過程中電源提供的電流強度。（2）若電源輸出的能量有4%轉(zhuǎn)換為滑塊的動能，則發(fā)射過程中電源的輸出功率和輸出電壓各是多大？（3）若此滑塊射出后隨即以速度v沿水平方向擊中放在水平面上的砂箱，它嵌入砂箱的深度為s。設(shè)砂箱質(zhì)量為M，滑塊質(zhì)量為m，不計砂箱與水平面之間的摩擦。求滑塊對砂箱平均沖擊力的表達式。電 源lsm題分評分人 41（20分）磁流體推進船的動力來源于電流與磁場間的相互作用。圖1是在平靜海面上某實驗船的示意圖，磁流體推進器由磁體、電極和矩形通道（簡稱通道）組成。題分如圖2所示，通道尺寸a=2.0m、b=0.15m、c=0.10m。工作時，在通道內(nèi)沿z軸正方向加B=