1 . 如图的天平可用来测定磁感应强度。天平的右臂下面挂有一个矩形线圈,宽为L,共N匝,线圈的下部悬在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面。当线圈中通有电流I(方向如图所示)时,在天平左、右两边加上质量各为m1、m2的砝码,天平平衡。当电流反向(大小不变)时,右边再加上质量为m的砝码后,天平重新平衡。由此可知磁感应强度的方向垂直纸面____ ,大小为_____ 。
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2022-03-29更新
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168次组卷
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7卷引用:北京首都师范大学第二附属中学2019-2020学年高二上学期12月物理试题
21-22高二上·北京海淀·期中
名校
2 . 导体棒中带电粒子的定向移动形成电流,电流可以从宏观和微观两个角度来认识,安培力与洛伦兹力也有宏观与微观的对应关系。
如图所示,静止不动的匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向竖直向下。一段直导体棒长为L,横截面积为S,单位体积的自由电荷个数为n,自由电荷的电荷量为。导体棒中通有恒定电流,自由电荷的定向移动速率为(本题中两问均认为始终不变)。导体棒水平放置处于磁场中(垂直于磁感应强度)。
(1)若导体棒相对磁场静止,电荷定向运动时所受洛伦兹力的矢量和,在宏观上表现为导体棒所受的安培力。按照这个思路,请你由安培力的表达式推导出洛伦兹力大小的表达式。( )
(2)概念学习中,类比与比较是常用的学习方法。我们已经知道,垂直于匀强磁场磁感线的通电导线所受的安培力,由此,我们用来定义磁感应强度。同样,运动方向垂直于匀强磁场磁感线的带电粒子所受的洛伦兹力,由此也可用洛伦兹力来定义磁感应强度,定义式是_________ ,把该定义式与电场强度的定义式进行对比,两个定义式(而非物理量)的差别在于:__________________
如图所示,静止不动的匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向竖直向下。一段直导体棒长为L,横截面积为S,单位体积的自由电荷个数为n,自由电荷的电荷量为。导体棒中通有恒定电流,自由电荷的定向移动速率为(本题中两问均认为始终不变)。导体棒水平放置处于磁场中(垂直于磁感应强度)。
(1)若导体棒相对磁场静止,电荷定向运动时所受洛伦兹力的矢量和,在宏观上表现为导体棒所受的安培力。按照这个思路,请你由安培力的表达式推导出洛伦兹力大小的表达式。
(2)概念学习中,类比与比较是常用的学习方法。我们已经知道,垂直于匀强磁场磁感线的通电导线所受的安培力,由此,我们用来定义磁感应强度。同样,运动方向垂直于匀强磁场磁感线的带电粒子所受的洛伦兹力,由此也可用洛伦兹力来定义磁感应强度,定义式是
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3 . 如图所示,在垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场中,足够长的平行光滑金属导轨固定在水平面内,相距为L,一端连接阻值为R的电阻。导体棒MN放在导轨上,其长度恰好等于导轨间距,与导轨接触良好。导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。在平行于导轨的拉力F作用下,导体棒沿导轨向右匀速运动。
(1)求导体棒匀速运动过程中流经R的电流_________ ;
(2)通过公式推导:在t时间内,F对导体棒MN所做的功W等于电路获得的电能________ ;
(3)楞次定律是电磁感应过程中判断感应电流方向的重要定律。楞次定律本质上是能量守恒定律在电磁感应中的具体表现:
a.由楞次定律可知导体棒MN中感应电流方向为_______ ;(选填“M到N”或“N到M”)
b.试说明感应电流的方向是能量守恒定律的必然结果_________ 。
(1)求导体棒匀速运动过程中流经R的电流
(2)通过公式推导:在t时间内,F对导体棒MN所做的功W等于电路获得的电能
(3)楞次定律是电磁感应过程中判断感应电流方向的重要定律。楞次定律本质上是能量守恒定律在电磁感应中的具体表现:
a.由楞次定律可知导体棒MN中感应电流方向为
b.试说明感应电流的方向是能量守恒定律的必然结果
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4 . 如图甲所示,在与水平方向成θ角的倾斜光滑导轨上,水平放置一根质量为m的导体棒ab,导轨下端与一电源和定值电阻相连,电源的电动势和内阻、定值电阻的阻值均未知.整个装置放在竖直向下的匀强磁场中,磁场的磁感应强度B的大小也未知.已知导轨宽度为L,重力加速度为g.
(1)若断开 电键k,将导体棒由静止释放,经过时间t,导体棒沿斜面下滑的距离是多少?____
(2)若闭合电键k,导体棒b恰好在导轨上保持静止.由b向a方向看到的平面图如图乙所示,请在此图中画出此时导体棒的受力图,
( )
并求出导体棒所受的安培力的大小.____
(3)若闭合电键k,导体棒ab静止在导轨上,对导体棒ab的内部做进一步分析:设导体棒单位体积内有n个自由电子,电子电荷量为e,自由电子定向移动的平均速率为v,导体棒的粗细均匀,横截面积为S.
a.请结合第( 2 )问的结论 和题目中所给的已知量,推理得出每个电子受到的磁场力是多大?____
b.将导体棒中电流与导体棒横截面积的比值定义为电流密度,其大小用j表示,请利用电流的定义和电流密度的定义推导j的表达式.____
(1)若
(2)若闭合电键k,导体棒b恰好在导轨上保持静止.由b向a方向看到的平面图如图乙所示,请在此图中画出此时导体棒的受力图,
并求出导体棒所受的安培力的大小.
(3)若闭合电键k,导体棒ab静止在导轨上,对导体棒ab的内部做进一步分析:设导体棒单位体积内有n个自由电子,电子电荷量为e,自由电子定向移动的平均速率为v,导体棒的粗细均匀,横截面积为S.
a.请结合
b.将导体棒中电流与导体棒横截面积的比值定义为电流密度,其大小用j表示,请利用电流的定义和电流密度的定义推导j的表达式.
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2019-03-15更新
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290次组卷
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3卷引用:【区级联考】北京市平谷区2019届高三下学期2月质量监控理综物理试题
名校
5 . 如图所示,放在平行光滑导轨上的导体棒ab质量为m,长为l,导体所在平行面与水平面成30°角,导体棒与导轨垂直,空间有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B,若在导体中通以由____ 端至____ 端的电流,且电流为________ 时,导体棒可维持静止状态.
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6 . 如图所示,将长度、电流的通电直导线放入一磁感应强度为的匀强磁场中,电流与磁场方向垂直.则导线所受安培力的大小为______ N,方向为________ .
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