安培力典型计算题

1、 .DOC资料. 常见磁场 安培力典型例题1.关于通电直导线所受的安培力、磁感应强度和电流三者方向之间的关系，下列说法中正确的是（ ）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.在图中，表示电流、磁场和磁场对电流作用力三者的方向关系正确的是（）如图所示各图中，表示磁场方向、电流方向及导线受力方向的图示正确的是 ( )3.一段通电导线，放在同一匀强磁场中的四个不同的位置，如图所示，则（ ）A情况下导线不受安培力B情况下导线都不受安培力C情况下导线受的安培力大于情况下导线受的安培力D情况下，导线受的安培力大小相等4.在磁场中某一点放

2、入一通电导线，导线与磁场垂直，导线长，电流为，所受磁场力为求：（1）这点的磁感应强度是多大?若电流增加为，所受磁场力为多大?（2）若让导线与磁场平行，这点的磁感应强度多大?通电导线受到的磁场力多大?5.一根长、电流为的通电导线，放在磁感应强度为的匀强磁场中，受到磁场力的大小可能是（）ABCD6.磁场中某区域的磁感线如图所示，则（ ）A、两处的磁感应强度的大小不等，B、两处的磁感应强度的大小不等，C同一通电导线放在处受力一定比放在处受力大D同一通电导线放在处受力一定比放在处受力小7.如图，水平直导线ab上方和下方各放有一静止的小磁针P和Q。当直导线通入由a流向b的电流时NSabIA. P和Q的N

3、极都转向纸外； B. P和Q的N极都转向纸里；C. P的N极转向纸外，Q的N极转向纸里；D. P的N极转向纸里，Q的N极转向纸外。8.蹄形磁铁上方放置一通有方向如图电流I的轻质直导线ab，则ab运动的情况是A. a端转向纸外，b端转向纸里，同时向下运动；B. a端转向纸外，b端转向纸里，同时向上运动；C. a端转向纸里，b端转向纸外，同时向上运动；D. a端转向纸里，b端转向纸外，同时向下运动。NabcdsI9. 在条形磁铁N极附近，放置一通有方向如图电流I的轻质线圈abcd，则线圈运动情况是A. ab边转向纸外，cd边转向纸里，同时靠近N极；B. ab边转向纸外，cd边转向纸里，同时远离N极

4、；C. ab边转向纸里，cd边转向纸外，同时靠近N极；D. ab边转向纸里，cd边转向纸外，同时远离N极。10.如图所示，长为L的导线AB放在相互平行的金属导轨上，导轨宽度为d，通过的电流为I，垂直于纸面的匀强磁场的磁感应强度为B，则AB所受的磁场力的大小为【 】ABIL BBIdcos CBId/sin DBIdsin11 如图，长为的直导线折成边长相等，夹角为的形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为，当在该导线中通以电流强度为的电流时，该形通电导线受到的安培力大小为（ ）A0BCD12如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在磁铁右上方固定一根与磁铁垂直的长直导线当导线中通以由

5、外向内的电流时（ ）A磁铁受到向左的摩擦力，磁铁对桌面的压力减小B磁铁受到向右的摩擦力，且对桌面的压力减小C磁铁受到向左的摩擦力，且对桌面的压力增大D磁铁不受摩擦力，对桌面的压力不变13.如图所示，台秤上放一光滑平板，其左边固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时台秤读数为，现在磁铁上方中心偏左位置固定一通电导线，电流方向如图，当加上电流后，台秤读数为，则以下说法正确的是（ ）A，弹簧长度将变长B，弹簧长度将变短C，弹簧长度将变长D，弹簧长度将变短14.如图所示，两根平行放置的长直导线和载有大小相同，方向相反的电流，受到的磁场力大小为当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，受到的

6、磁场力大小变为，则此时受到的磁场力大小变为（）ABCD15.在等边三角形的三个顶点、处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图过点的导线所受安培力的方向（ ）A与边平行，竖直向上 B与边平行，竖直向下C与边垂直，指向左边 与边垂直，指向右边16.如图所示，是一条水平放置的固定长直导线，通电电流大小为，方向如图，是一个通有电流的与共面的金属环，圆环在磁场作用下（ ）A沿纸面向上运动B沿纸面向下运动C上半部垂直于纸面向外，下半部垂直于纸面向里运动D上半部垂直于纸面向里，下半部垂直于纸面向外运动17如图，为圆心，是半径分别为的同心圆，若处垂直纸面放置一载流直导线，电流垂

7、直纸面向外用一条导线围成如图所示回路，当回路中沿图示方向通以电流时，此回路将（ ）A向左平动B在纸面向绕过点垂直于纸面的轴转动C边向外，边向里运动D边向里，边向外运动18如图所示，一根质量为的金属棒，用软线悬挂在磁感应强度为的匀强磁场中，电流方向由，此时悬线张力不为零，欲使悬线张力为零，必须（）A改变电流方向，并适当增加电流强度B不改变电流方向，适当增加电流强度C改变磁场方向，并适当增大磁感应强度D不改变磁场方向，适当减少磁感应强度19.把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来，使它的下端刚好跟杯里的水银面相接触，并使它组成如图388所示的电路图当开关S接通后，将看到的现象是()A弹簧向上收缩B弹簧

8、被拉长C弹簧上下跳动D弹簧仍静止不动20.一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，当两线圈通以如图3511所示的电流时，从左向右看，则线圈L1将()A不动 B顺时针转动C逆时针转动 D向纸面内平动21.质量为的通电细杆置于倾角为的平行导轨上，导轨宽度为，杆与导轨间的摩擦因数为，有电流时恰好在导轨上静止，如图所示，下图是方向观察时的四个平面图，标出四种不同的匀强磁场方向，其中杆与导轨间摩擦力可能为零的是（）22.如图所示，两根间距为的平行光滑金属导轨间接有电源，导轨平面与水平面间的夹角金属杆垂直导轨放置，导轨与金属杆接触良好整个装置处于磁感应强度为的

9、匀强磁场中当磁场方向垂直导轨平面向上时，金属杆刚好处于静止状态若将磁场方向改为竖直向上，要使金属杆仍保持静止状态，可以采取的措施是（ ）A减小磁感应强度 B调节滑动变阻器使电流减小C减小导轨平面与水平面间的夹角D将电源正负极对调使电流方向改变23.如图所示，通电直导线质量为、长为，水平的放置在倾角为的光滑斜面上，通以图示方向的电流，电流强度为，要求导线静止在斜面上（1）若磁场的方向竖直向上，则磁感应强度为多大？（2）若要求磁感应强度最小，则磁感应强度如何？24.如图所示，长L、质量为m的金属杆ab，被两根竖直的金属丝静止吊起，金属杆ab处在方向垂直纸面向里的匀强磁场中。当金属杆中通有方向ab的

10、电流I时，每根金属丝的拉力大小为T。当金属杆通有方向ba的电流I时，每根金属丝的拉力大小为2T。求磁场的磁感应强度B的大小。25.质量为0.5的金属杆在相距1m的水平轨道上与轨道垂直放置金属杆上通以I=4A的恒定电流，如图所示，匀强磁场B垂直轨道平面，金属杆与轨道间动摩擦因数为0.2，求匀强磁场的磁感应强度B多大时金属杆恰好不发生移动？26如图所示，电源电动势为E=2V，内阻r=0.5，竖直导轨电阻可以忽略不计，金属棒的质量m=0.1kg，电阻R=0.5，有效长度为0.2m，靠在导轨的外面，它与导轨间的最大静摩擦力是其之间正压力的0.5倍。为使金属棒静止，我们施一与纸面夹角为37且与金属棒垂直

11、向里的匀强磁场，求：（1）磁场是斜向上还是斜向下？（2）B的范围是多少？27题图shBK27. 如图，相距d=10cm水平放置的两根导电轨道，轨道间接有电源，处于磁感应强度B=0.1T、垂直轨道平面向上的匀强磁场中。K断开时，将一根质量m=3g的金属杆放于轨道一边缘处，然后闭合K，金属杆沿水平方向飞出落于地面上，其水平距离S=1.5m。则闭合K时通过金属杆的电量为 。Bab8题图28. 如图，两根光滑的弧形轨道，轨道间接有电动势为、内阻不计的电源，处于磁感应强度为B、竖直向上的匀强磁场中。现将一根长l、质量为m、电阻为R的金属杆ab放于轨道上，杆滑至某一位置处恰好可处于静止。则此时杆对轨道压力

12、的大小为 （轨道电阻不计）。29如右图所示，水平放置的两导轨P、Q间的距离L0.5 m，垂直于导轨平面的竖直向上的匀强磁场的磁感应强度B2 T，垂直于导轨放置的ab棒的质量m1 kg，系在ab棒中点的水平绳跨过定滑轮与重量G3 N的物块相连已知ab棒与导轨间的动摩擦因数0.2，电源的电动势E10 V、内阻r0.1 ，导轨的电阻及ab棒的电阻均不计要想ab棒处于静止状态，R应在哪个范围内取值？(g取10 m/s2)30.电磁轨道炮工作原理如图所示待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触电流I从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面得磁场（

13、可视为匀强磁场），磁感应强度的大小与I成正比通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的方法是（ ）A只将轨道长度L变为原来的2倍B只将电流I增加至原来的2倍C只将弹体质量减至原来的一半D将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，其它量不变31.如图所示，质量、电阻不计的金属杆放在宽为，倾角为的导轨上，导轨电阻也不计，其上端接电动势为、内阻为零的直流电源和可变电阻磁感应强度的匀强磁场竖直向上穿过导轨平面金属杆与导轨间的最大静摩擦力为欲使棒静止在导轨上不动，求可变电阻的取值范围32.相距为的平行金属导轨放在高的水平桌面上，一根质量为的

14、金属棒垂直地跨在导轨上，匀强磁场的磁感应强度竖直向上，如图所示，当接通时，金属棒因受到磁场力的作用而被水平抛出，落地点与抛出点之间的水平距离，求接通后，通过金属棒的总电荷量（取）33.澳大利亚国立大学制成了能把2.2 g的弹体(包括金属杆EF的质量)加速到10 km/s的电磁炮(常规炮弹的速度约为2 km/s)如图357所示，若轨道宽为2 m，长为100 m，通过的电流为10 A，试求轨道间所加匀强磁场的磁感应强度 (轨道摩擦不计)35.如图所示，在倾角为37的光滑斜面上有一根长为0.4 m，质量为6102 kg的通电直导线，电流I1 A，方向垂直纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动，整个

15、装置放在磁感应强度每秒增加0.4 T，方向竖直向上的磁场中，设t0，B0，则需要多长时间斜面对导线的支持力为零？(g取10 m/s2)36如图所示，两平行金属导轨间的距离L0.40 m，金属导轨所在的平面与水平面夹角37，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B0.5 T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场金属导轨的一端接有电动势E4.5 V、内阻r0.50 的直流电源现把一个质量m0.040 kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R02.5 ，金属导轨电阻不计，g取10 m/s2.已知sin 370.60，cos 370.8

16、0，求：(1)通过导体棒的电流；(2)导体棒受到的安培力大小；(3)导体棒受到的摩擦力大小36.如图所示，水平放置的两导轨P、Q间的距离L0.5 m，垂直于导轨平面的竖直向上的匀强磁场的磁感应强度B2 T，垂直于导轨放置的ab棒的质量m1 kg，系在ab棒中点的水平绳跨过定滑轮与重量G3 N的物块相连已知ab棒与导轨间的动摩擦因数0.2，电源的电动势E10 V、内阻r0.1 ，导轨的电阻及ab棒的电阻均不计要想ab棒处于静止状态，R应在哪个范围内取值？(g取10 m/s2)37.如图所示，在同一水平面的两导轨相互平行，并处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为0.2 T，一根质量为0.6 kg，

17、有效长度为2 m的金属棒放在导轨上，当金属棒中的电流为5 A时，金属棒做匀速直线运动；当金属棒中的电流突然增大为8 A时，求金属棒能获得的加速度的大小38.如图所示，在同一水平面的两导轨相互平行，并处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为0.2 T，一根质量为0.6 kg，有效长度为2 m的金属棒放在导轨上，当金属棒中的电流为5 A时，金属棒做匀速直线运动；当金属棒中的电流突然增大为8 A时，求金属棒能获得的加速度的大小39据报道，最近已研制出一种可投入使用的电磁轨道炮，其原理如图3520所示炮弹(可视为长方形导体)置于两固定的平行导轨之间，并与轨道壁密接开始时炮弹在导轨的一端，通以电流后炮弹会

18、被磁力加速，最后从位于导轨另一端的出口高速射出设两导轨之间的距离L0.10 m，导轨长x5.0 m，炮弹质量m0.30 kg.导轨上的电流I的方向如图中箭头所示可以认为，炮弹在轨道内运动时，它所在处磁场的磁感应强度始终为B2.0 T，方向垂直于纸面向里若炮弹出口速度为v2.0103 m/s，求通过导轨的电流I.忽略摩擦力与重力的影响40.下图是导轨式电磁炮实验装置示意图。两根平行长直金属导轨沿水平方向固定，其间安放金属滑块（即实验用弹丸）。滑块可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触。电源提供的强大电流从一根导轨流入，经过滑块，再从另一导轨流回电源。滑块被导轨中的电流形成的磁场推动而发射。

19、在发射过程中，该磁场在滑块所在位置始终可以简化为匀强磁场，方向垂直于纸面，其强度与电流的关系为B=kI，比例常量k=2.5106T/A。已知两导轨内侧间距l=1.5cm，滑块的质量m=30g，滑块沿导轨滑行5m后获得的发射速度v=3.0km/s（此过程视为匀加速运动）。（1）求发射过程中电源提供的电流强度。（2）若电源输出的能量有4%转换为滑块的动能，则发射过程中电源的输出功率和输出电压各是多大？（3）若此滑块射出后随即以速度v沿水平方向击中放在水平面上的砂箱，它嵌入砂箱的深度为s。设砂箱质量为M，滑块质量为m，不计砂箱与水平面之间的摩擦。求滑块对砂箱平均冲击力的表达式。电 源lsm题分评分人 41（20分）磁流体推进船的动力来源于电流与磁场间的相互作用。图1是在平静海面上某实验船的示意图，磁流体推进器由磁体、电极和矩形通道（简称通道）组成。题分如图2所示，通道尺寸a=2.0m、b=0.15m、c=0.10m。工作时，在通道内沿z轴正方向加B=