安倍力 一、选择题（共 15 题） 1．磁悬浮列车是高速低耗交通工具，如图（a）所示，它的驱动系统简化为如图（b）所示的物理模型。 固定在列车底部的正方形金属线框的边长为 L。匝数为 N。总电阻为 R；水平面内平行长直导轨间存在磁 感应强度均为 B、方向交互相反、边长均为 L 的正方形组合匀强磁场。当磁场以速度 v 匀速向右移动时， 可驱动停在轨道上的列车，则（　　） A．图示时刻线框中感应电流沿逆时针方向 B．列车运动的方向与磁场移动的方向相同 C．列车速度为 v'时线框中的感应电动势大小为 2 NBL(v  v ') 2 NB 2 L2 (v  v ') R D．列车速度为 v'时线框受到的安培力大小为 2．如图所示是某兴趣小组制作的电磁炮简易模拟装置，距地面高 h 处水平放置距离为 L 的两根光滑金属导 轨，导轨区域有一垂直于导轨平面、磁感应强度大小为 B 的匀强磁场，跟导轨正交的水平方向的线路上依 次有电池、开关及质量为 m 充当弹体的金属杆。闭合开关 K，金属杆水平向右飞出做平抛运动，测得其水 平射程为 s，则下列说法正确的是（　　） A．磁场方向竖直向上 B．磁场方向竖直向下 mgs 2 C．该过程安培力对金属杆做的功为 4h D．飞出后导体棒的运动时间 t 2h g 3．将一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中，下列图像能正确反映各量间关系的是（　　） A． B． C． D． 4．如图所示，在“研究影响通电导体棒所受磁场力的因素”实验中，要使导体棒摆动的幅度增大，以下操作 中可行的是（　　） A．增加磁铁的数量 B．增大导体棒中的电流强度 C．改变导体棒中的电流方向 D．将磁铁更换成磁性较强的 5．如图所示，匝数 场 B1 N  100 、截面积 ，磁感应强度随时间变化为 S  1.0 �102 m 2 B1  kt ，其变化率 、电阻忽略的线圈内有垂直于线圈平面向上的匀强磁 k  0.80T/s 。线圈通过导线与两根相互平行的金属导轨 MN、PQ 相连，导轨间距 L  1m ，其电阻不计，两导轨及其构成的平面与水平面夹角   37�。金属棒 ab 垂直于导轨放置，且始终与导轨良好接触。已知金属棒的质量 m  0.02kg 、电阻 R  0.1 。当导轨平面内 无磁场时，金属棒 ab 恰好静止在导轨上。 t  0 时刻，加入垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度 B2 从 0 开始缓慢增大（不考虑该变化产生的感应电动势）。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力， g  10m/s2 ， sin 37� 0.6 。下列说法中正确的是（　　） A．金属棒与轨道间的动摩擦因数为 0.75 3 B．线圈产生的感应电动势为 8.0 �10 V C．金属棒 ab 内感应电流随时间增大 D．当金属棒 ab 开始运动时， B2  0.03T 6．磁场中某处的磁感线分布如图所示，下列说法正确的是（　　） A．磁感应强度 Ba＞Bb B．同一通电导线在 b 处受到的磁场力一定比在 a 处的大 C．通电导线在 b 处所受安培力的方向可能与 b 处磁感线的方向相同 D．若在 a 处的通电导线垂直于磁感线放置，则所受磁场力最大 7．两根相互靠近的长直导线 1、2 中通有相同的电流，如图，两电流间的磁相互作用力为 F，若在两根导 线所在空间内加一匀强磁场后，导线 1 所受安培力的合力恰好为零。则所加磁场的方向是（　　） A．垂直纸面向里 B．垂直纸面向外 C．垂直导线向右 D．垂直导线向左 8．如图所示，一通有恒定电流、电流方向垂直纸面向里的金属棒用轻质绝缘细线悬挂在天花板上，现在 空间中加一匀强磁场，要使金属棒静止且绝缘细线与竖直方向成 θ=30°角，则下列几种情况中磁感应强度 最小的是（　　） A．磁场方向竖直向上 B．磁场方向水平向右 C．磁场方向水平向左 D．磁场方向沿细线向上 9．如图所示，长为 L 的导体棒 ab，用软导线悬挂在磁感应强度为 B 的、方向水平的匀强磁场中，若通以 从 a→b 的电流，悬线中有拉力。为了增大悬线拉力，下列方法可以实现的是（　　） A．磁场方向不变，增加磁感应强度 B．电流方向不变，增加电流强度 C．电流方向和磁场方向同时反向 D．磁场方向反向，电流方向不变 10．下列说法正确的是（　　） A．一小段通电导线在磁场中某点，若不受磁场力的作用，该点的磁感强度一定为零 B．当平面跟磁场方向平行时，穿过这个面的磁通量必为零 C．某一负电荷在电场中的受力方向，即为该点电场线的切线方向 D．磁感线是从磁体的 N 极发出，终止于 S 极 11．如图所示，电阻为 4R 的金属圆环固定于匀强磁场中，圆环所在平面与磁场方向垂直，a、b、c、d 是 圆环的四等分点。直流电源（图中未画出）的电动势为 E，内阻为 R。将 a、c 两点与直流电源相接，圆环 受到的安培力大小为 F1；将 a、b 两点与直流电源相接，圆环受到的安培力大小为 F2.不考虑连接电源与圆 环的导线的电阻，不考虑圆环的形变，下列判断正确的是（　　） 1 F1 1   A． 6 F2 3 1 F1 2   B． 3 F2 3 2 F1  1 C． 3 F2 D． 1 F1 4  F2 3 12．如图所示，两平行直导线 1 和 2 竖直放，通以方向相反大小相等的电流，a 点在导线 1 的左侧，位于两 导线所在的平面内。不考虑地磁场的作用，则下列说法正确的是（　　） A．a 点的磁感应强度可能为零 B．a 点的磁场方向可能垂直于纸面向外 C．导线 1 受到的安培力方向向右 D．导线 2 受到的安培力方向向右 13．如图所示，甲、乙、丙、丁四图是四种仪器的结构示意图，下列说法正确的是（ ） A．图甲是回旋加速器，当在两缝隙处所加电压越大，粒子从出口处出来的速度也越大 B．图乙是静电除尘装置，A 应接高压电的正极， B 接高压电的负极 C．图丙是磁电式电表，指针偏转是通电线圈受安培力作用的结果 D．图丁是磁流体发电机，当闭合开关 S 时，电流由 b 经电阻 R 流向 a 14．如图所示装置，天平可以用来测定磁感应强度 B 的大小和方向，天平的右臂下面挂有一个共 N 匝的矩 形线圈，线圈宽为 l。线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面，线圈中通有如图所示方向的电 流 I 时，在天平左、右两边加上质量分别为 m1、m2 的砝码，天平平衡；当只改变电流的方向时，需要在天 平左边再加上质量为 m 的砝码后，天平才重新达到平衡。那么（　　） A．B 的方向垂直纸面向外，大小为 (m2  m1 ) g NIl B．B 的方向垂直纸面向里，大小为 (m2  m1 ) g NIl C．B 的方向垂直纸面向外，大小为 mg 2 NIl D．B 的方向垂直纸面向里，大小为 mg 2 NIl 15．通电直导线 MN 水平放置，且 MN 是虚线圆的圆心， AB 是其一条直径。现将另一小段通电直导线 CD 由 A 点沿虚线圆顺时针缓慢移动到 B 点， CD 始终与 MN 平行，横截面示意图如图所示。该过程中 CD 受到 的安培力（　　） A．大小为零 B．方向始终背离圆心指向圆外 C．先增大后减小 D．先减小后增大 二、非选择题 16．如图，把长 L=0.5m 的导体棒置于磁感应强度 B=1.0×10-2T 的匀强磁场中，使导体棒和磁场方向垂直， 磁场方向垂直纸面向外，若导体棒的电流 I 等于 2A，方向向右，则导体棒受到的安培力大小 F=_______N，安培力的方向为竖直向______（填“上”或“下”） 17．在匀强磁场中，有一段长为 0.02m 的直导线和磁场方向垂直。导线通过 5A 的电流时，受磁场力的作 用是 0.05N，则磁场的磁感应强度 B 为_______T。若撤去该直导线，则磁场的磁感应强度 B 为_______T。 18．闭合导线 aba 中通入电流 I 方向如右图所示，匀强磁场 B 垂直纸面向里，且与闭合导线平面垂直，直 导线 ab 长为 L，则闭合导线受到的安培力大小是______，弯曲导线 ab 受到的安培力大小是_______。 19．如图所示，整个实验装置竖直悬挂在弹簧秤下，装置的下端有宽度为 L=10cm 的线框，线框下边处在 匀强磁场内，磁场方向垂直于线框平面。当线框未接通电源时，弹簧秤读数为 6N；接通电源后，线框中 通过的电流为 2A，弹簧秤的读数变为 8N，则可知通电线框所受磁场力的大小为_______N，磁场的磁感应 强度的大小为_______T。 20．如图甲所示，用粗细均匀的导线制成的一个单匝正方形金属框，现被一根绝缘丝线悬挂在竖直平面内 处于静止状态，已知金属框的质量为 m=0.5kg，边长 L=1m，金属框的总电阻为 R=2Ω，金属框的下半部分 处在方向垂直框面向里的有界磁场中（磁场均匀分布），下半部分在磁场外，磁场的磁感应强度 B 随时间 t 的变化关系如图乙所示，重力加速度为 g=10m/s2，求： （1）0～5s 内，金属框产生感应电流大小； （2）5s 内金属框产生的焦耳热； （3）t=2s 时绳子所受拉力大小。 21．如图所示，通电导体棒在安培力作用下静止在倾角为 37°、宽度 L＝1m 的光滑绝缘框架上，匀强磁场 方向垂直于框架平面向下（磁场仅存在于绝缘框架内），磁场的磁感应强度 B＝0.3T。右侧回路中，电源 的电动势 E＝9V、内阻 r＝1Ω。额定功率为 6W、额定电压为 3V 的电动机 M 正常工作。取 sin37°＝ 0.6，cos37°＝0.8，重力加速度取 g＝10m/s2。试求： （1）电动机的额定电流 IM 与通过电源的电流 I 总； （2）导体棒的质量 m。 22．如图所示，光滑导轨与水平面成 α 角，导轨宽 L，金属杆长也为 L，质量为 m，水平放在导轨上。当回 路总电流为 I1 时，金属杆正好能静止。求： （1）若匀强磁场方向垂直斜面向上，B 需要多大； （2）若保持 B 的大小不变而将 B 的方向改为竖直向上，应把回路总电流 I2 调到多大才能使金属杆保持静 止。 23．如图所示，两平行粗糙金属导轨间的距离 L=0.40m，导轨所在的平面与水平面夹角 θ=37°，在导轨所 在平面内，分布着磁感应强度 B=0.50T、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 E=4.5V、内阻 r=0.50Ω 的直流电源。现把一个质量 m=0.040kg 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