正确率80.0%均匀$${{U}}$$形金属框$${{a}{b}{c}{d}}$$置于匀强磁场中,如图所示。它可以绕$${{A}{B}}$$轴转动。若导线中电流方向是由$${{B}}$$到$${{A}}$$,欲使导线平面往纸外转出角$${{α}}$$后达到平衡,则磁场方向应是$${{(}{)}}$$
A.竖直向上
B.竖直向下
C.水平向右
D.垂直纸面向里
2、['安培力的大小简单计算及应用', '安培力作用下的平衡', '环形电流的磁场', '受力分析', '安培定则及其应用', '安培力的方向判断(左手定则)']正确率40.0%均匀带正电的薄圆盘的右侧,用绝缘细线$${{A}{、}{B}}$$
C
A.细线所受弹力变小
B.细线所受弹力不变
C.细线所受弹力变大
D.若改变圆盘转动方向,细线所受弹力变大
3、['安培力作用下的平衡', '受力分析', '安培力的方向判断(左手定则)']正确率40.0%如图所示,一根通电金属直棒$${{P}{Q}}$$置于光滑的斜面上,金属棒与斜面底边平行,电流方向从$${{P}}$$端流向$${{Q}}$$端。现在金属棒周围加上匀强磁场,释放金属棒后,下列四种情况中金属棒能保持静止的是$${{(}{)}}$$
C
A.
B.
C.
D.
正确率60.0%如图所示,均匀绕制的螺线管水平放置,在其正中心的上方附近用绝缘线水平吊起通电直导线$${{A}}$$,导线与螺线管垂直.$${{A}}$$中的$${{“}{×}{”}}$$表示导线中电流的方向垂直于纸面向里.电键$${{S}}$$闭合前$${、}$$后,绝缘线对导线$${{A}}$$的作用力大小的变化情况是()
A
A.增大
B.减小
C.不变
D.不能确定
5、['安培力的大小简单计算及应用', '感应电流方向的判定(右手定则)', '安培力的方向判断(左手定则)']正确率60.0%如图,金属棒$${{M}{N}}$$
D
A.将磁场反向,并适当增大磁感强度
B.将电流反向,并适当增大电流
C.磁场方向不变,适当减小磁感应强度
D.电流方向不变,适当增大电流
6、['安培力的大小简单计算及应用', '交变电流的概念及特征', '安培力的方向判断(左手定则)']正确率60.0%为了培养学生的创造性,小郭老师让学生设计一个实验方案,检验出放在讲台上一只正在发光的白炽灯中通的是交流电(电流大小和方向随时间周期性变化$${{)}}$$,还是直流电.同学们设计出许多方案,其中一种是:拿一个蹄形磁铁靠近白炽灯,观察灯丝,通过现象进行判断.一位同学说$${{“}}$$快拿磁铁来试一下$${{”}}$$,关于这个实验,下列说法正确的是$${{(}{)}}$$
C
A.如果发现灯丝弯曲,通的是交流电
B.如果发现灯丝颤动,通的是直流电
C.就$${{"}}$$快拿磁铁来试一下$${{"}}$$这一过程而言,属于科学探究中的$${{"}}$$实验验证$${{"}}$$
D.通过灯丝所发生的现象来判断电灯中电流特征,学生们使用了$${{"}}$$等效替代法$${{"}}$$这种研究问题的方法
7、['电势差的计算', '带电粒子在复合场中的运动', '霍尔效应', '安培力的方向判断(左手定则)', '洛伦兹力的方向判断']正确率40.0%如图所示的金属导体.长$${{l}{、}}$$宽$${{d}{、}}$$高$${{h}}$$,导体中通有沿$${{x}}$$正方向的恒定电流$${{I}}$$,空间存在沿$${{z}}$$轴负方向的匀强磁场,磁感应强度为$${{B}}$$,已知金属导体中单位体积内自由电子个数为$${{n}}$$,电子电荷量为$${{e}}$$,则下列说法正确的是()
B
A.金属异体的$${{M}}$$而带正电
B.金城导体中电荷定向移动速率为$$\frac{I} {n e h d}$$
C.增加导体高度$$h, \, \, \, M, \, \, \, M^{\prime}$$两面间的电压将场大
D.$${{M}{,}{M}{^{′}}}$$两面间的电势差为$$\frac{I B} {n e d}$$
8、['安培力的方向判断(左手定则)']正确率60.0%磁场对通电导线的作用力称为安培力,下列通电直导线所受安培力方向正确的是( )
B
A.
B.
C.
D.
正确率40.0%如图所示,边长为$${{L}{、}}$$电阻为$${{R}}$$的正方形导线框$${{a}{b}{c}{d}}$$的$${{c}{d}}$$边固定在一水平横梁上,$${{a}{b}}$$边质量为$${{m}}$$,其他边的质量不计,所在空间有一水平向右的匀强磁场,磁感应强度为$${{B}}$$.将$${{a}{b}}$$边提起到$${{a}{d}}$$边与竖直方向成$${{6}{0}^{∘}}$$角后静止释放,当线框平面摆到竖直方向时,线框回路产生的焦耳热为$${{Q}}$$,重力加速度为$${{g}}$$,则这一过程中()
C
A.线框回路产生的感应电流先变小后变大
B.$${{a}{b}}$$边受到安培力方向始终与它的速度方向相反
C.通过$${{a}{b}}$$横截面的电荷量为$$\frac{B L^{2}} {2 R}$$
D.在最低点,$${{a}{b}}$$边的速度大小为$$\sqrt{g L-\frac{Q} {m}}$$
10、['地磁场', '安培力的方向判断(左手定则)', '洛伦兹力的计算']正确率80.0%从太阳和其他星体发射出的高能粒子流$${{(}}$$宇宙射线$${{)}}$$在射向地球时,由于地磁场的存在改变了带电粒子的运动方向,对地球起到了保护作用。如图所示为地磁场对宇宙射线作用的示意图。现有来自宇宙的一束电子流,以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点,则这些电子在进入地球周围的空间时将$${{(}{)}}$$
C
A.竖直向下沿直线射向地面
B.相对于预定地点向东偏转
C.相对于预定地点向西偏转
D.相对于预定地点向北偏转
1. 解析:
金属框绕$$AB$$轴转动,电流方向由$$B$$到$$A$$,根据左手定则,安培力方向垂直于电流和磁场方向。要使导线平面往纸外转出角$$α$$后平衡,安培力的力矩需与重力矩平衡。磁场方向应竖直向上(选项A),此时安培力方向向外,产生逆时针力矩,与重力矩平衡。
2. 解析:
圆盘带正电且旋转时形成等效电流,产生磁场。绝缘细线$$A$$、$$B$$受磁场力作用。若圆盘转速增大,等效电流增强,磁场力增大,细线所受弹力变大(选项C)。若改变转动方向,磁场力方向反向,但大小不变,弹力不变。
3. 解析:
金属棒$$PQ$$在斜面上受重力、支持力和安培力。要使棒静止,安培力需沿斜面向上平衡重力分量。根据左手定则,磁场方向应垂直纸面向里(选项D),此时安培力方向沿斜面向上。
4. 解析:
电键闭合后,螺线管产生磁场,方向由右手定则判断为水平向左。导线$$A$$中的电流方向向里,受安培力方向向上(左手定则),与绝缘线拉力平衡。磁场增强时,安培力增大,绝缘线拉力增大(选项A)。
5. 解析:
金属棒$$MN$$受安培力和摩擦力平衡。要使棒向右移动,需增大安培力。选项D(增大电流)直接增大安培力;选项A(反向磁场并增大$$B$$)也可通过改变安培力方向实现。但题目要求“适当增大”,故D更直接。
6. 解析:
交流电通过灯丝时,磁场方向周期性变化,导致灯丝受交变安培力而颤动(选项A错误,B错误)。实验过程属于“实验验证”(选项C正确)。通过现象判断电流特征属于“转换法”,非“等效替代法”(选项D错误)。
7. 解析:
电流沿$$x$$方向,磁场沿$$z$$负方向,自由电子受洛伦兹力向$$M$$面聚集,$$M$$面带负电(选项A错误)。电荷定向速率$$v = I / (n e h d)$$(选项B正确)。$$M$$、$$M'$$间电势差$$U = I B / (n e d)$$(选项D正确),与高度$$h$$无关(选项C错误)。
8. 解析:
根据左手定则:A选项安培力应向上;B选项正确(磁场向里,电流向右,安培力向上);C选项安培力应向左;D选项安培力应向外。仅B选项正确。
9. 解析:
线框摆动时,磁通量先减小后增大,感应电流方向变化但大小先增后减(选项A错误)。安培力始终阻碍运动,方向与速度相反(选项B正确)。通过$$ab$$的电荷量$$q = \Delta \Phi / R = B L^2 / 2 R$$(选项C正确)。由能量守恒:$$m g L (1 - \cos 60^\circ) = Q + \frac{1}{2} m v^2$$,解得$$v = \sqrt{g L - 2 Q / m}$$(选项D错误)。
10. 解析:
电子流垂直射向赤道时,地磁场方向由南向北。电子带负电,等效电流方向与运动方向相反,受洛伦兹力向西(选项C正确)。