某同学自制一电流表,其原理如图所示。质量为m的均匀细金属杆MN与一竖直悬挂的绝缘轻弹簧相连,弹簧的劲度系数为k,在矩形区域abcd内有匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外。MN的右端连接一绝缘轻指针,可指示出标尺上的刻度。MN的长度大于ab,当MN中没有电流通过且处于静止时,MN与矩形区域的ab边重合,且指针指在标尺的零刻度;当MN中有电流时,指针示数可表示电流强度。MN始终在纸面内且保持水平,重力加速度为g。
(1)当电流表的示数为零时,求弹簧的伸长量;
(2)为使电流表正常工作,判断金属杆MN中电流的方向;
(3)若磁场边界ab的长度为L1,bc的长度为L2,此电流表的量程是多少?
如图所示,两个通电直导线A.b平行放置,A.b中通有同方向的电流I和3I,此时a受到的磁场力为F,若在A.b的正中间再放置一根与A.b平行共面的通电长直导线c,且通入A.b同向电流后,a受到的磁场力变为2F,则此时b受到的磁场力为
A.F B.2F C.3F D.4F
如图,一条形磁铁放在水平桌面上,在它的正中央上方固定一直导线,导线与磁铁垂直,若给导线通以垂直于纸面向里的电流,则 ( )
A.磁铁对桌面的压力增大 | B.磁铁对桌面的压力减少 |
C.桌面对磁铁没有摩擦力 | D.磁铁所受的合力不变 |
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B=2T,一根质量为m=2kg的金属棒垂直导轨方向放置。导轨间距为0.5m,已知金属棒与导轨间的摩擦因数μ="0.05" ,当金属棒中的电流为5A时,金属棒做匀加速直线运动;求金属棒加速度的大小。
如图,两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点,且与纸面垂直,导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、o、b在M、N的连线上,o为MN的中点,c、d位于MN的中垂线上,且a、b、c、d到o点的距离均相等。关于以上几点处的磁场,下列说法正确的是( )
A.o点处的磁感应强度为零 |
B.a、b两点处的磁感应强度大小相等,方向相反 |
C.c、d两点处的磁感应强度大小相等,方向相同 |
D.a、c两点处磁感应强度的方向不同 |
如图所示,A、B是两根互相平行、固定的长直通电导线,二者电流大小和方向都相同。一个矩形闭合金属线圈abcd与A、B在同一平面内,并且ab边保持与通电导线平行。线圈从图中的位置1匀速向左移动,经过位置2,最后到位置3,其中位置2恰在A、B的正中间。下面的说法中正确的是( )。
A.在位置2这一时刻,穿过线圈的磁通量为零
B.在位置2这一时刻,穿过线圈的磁通量的变化率为零
C.在位置1到位置3的整个过程中,线圈内感应电流的方向发生了变化
D.在位置1到位置3的整个过程中,线圈受到的磁场力的方向保持不变
如图所示,长为L的通电直导体棒ab放在光滑水平绝缘轨道上,劲度系数为k的水平轻弹簧一端固定,另一端拴在导体棒的中点,且与棒垂直,整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中,弹簧伸长x,导体棒处于静止状态,则( )
A.导体棒中的电流方向从b流向a |
B.导体棒中的电流大小为 |
C.若只将磁场方向缓慢顺时针转过一小角度,x变小 |
D.若只将磁场方向缓慢逆时针转过一小角度,x变大 |
如图所示,在倾角为α的光滑斜面上,放置一根长为L,质量为m,通过电流为I的导线,若另加一匀强磁场,下列情况下,导线始终静止在斜面上(重力加速度为g):
(1)若磁场方向竖直向下,则磁感应强度B为多少?
(2)若使磁感应强度最小,求磁感应强度的方向和磁感应强度的最小值.
如图,在平行倾斜固定的导轨上端接入电动势E=50V,内阻r=1Ω的电源和滑动变阻器R,导轨的宽度d=0.2 m,倾角θ=37°。质量m=0.11kg的细杆ab垂直置于导轨上,与导轨间的动摩擦因数μ=0.5,整个装置处在竖直向下的磁感应强度B=2.2T的匀强磁场中,导轨与杆的电阻不计。现调节R使杆ab静止不动。sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10 m/s2。求:
(1)杆ab受到的最小安培力F1和最大安培力F2;
(2)滑动变阻器R有效电阻的取值范围。
如图所示,长方体玻璃水槽中盛有NaCl的水溶液,在水槽左、右侧壁内侧各装一导体片,使溶液中通入沿x轴正向的电流I,沿y轴正向加恒定的匀强磁场B。图中a、b是垂直于z轴方向上水槽的前后两内侧面,则( )
A.a处电势高于b处电势
B.a处离子浓度大于b处离子浓度
C.溶液的上表面电势高于下表面的电势
D.溶液的上表面处的离子浓度大于下表面处的离子浓度
如图所示,PQ和MN是固定于水平面内间距L=1.0m的平行金属轨道,轨道足够长,其电阻可忽略不计。两相同的金属棒ab、cd放在轨道上,运动过程中始终与轨道垂直,且接触良好,它们与轨道形成闭合回路。已知每根金属棒的质量m=0.20kg,每根金属棒位于两轨道之间部分的电阻值R=1.0Ω;金属棒与轨道间的动摩擦因数μ=0.20,且与轨道间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。整个装置处在竖直向上、磁感应强度B=0.40T的匀强磁场中。取重力加速度g=10m/s2。
(1)在t=0时刻,用垂直于金属棒的水平力F向右拉金属棒cd,使其从静止开始沿轨道以a=5.0m/s2的加速度做匀加速直线运动,求金属棒cd运动多长时间金属棒ab开始运动;
(2)若用一个适当的水平外力F′向右拉金属棒cd,使其达到速度v1=20m/s沿轨道匀速运动时,金属棒ab也恰好以恒定速度沿轨道运动。求:
①金属棒ab沿轨道运动的速度大小;
②水平外力F′的功率。
如图所示,通电导线MN中的电流保持不变,当它在纸面内从a位置绕其一端M转至b位置时,通电导线所受安培力的大小变化情况是
A.变小 | B.不变 | C.变大 | D.不能确定 |
如图所示,金属棒ab置于水平放置的金属导体框架cdef上,棒ab与框架接触良好。从某一时刻开始,给这个空间施加一个斜向上的匀强磁场,并且磁场均匀增加,ab棒仍静止,在磁场均匀增加的过程中,关于ab棒受到的摩擦力,下列说法正确的是
A.摩擦力大小不变,方向向右 |
B.摩擦力变大,方向向右 |
C.摩擦力变大,方向向左 |
D.摩擦力变小,方向向左 |
如图所示,水平的平行虚线间距为d,其间有磁感应强度为B的匀强磁场。一个正方形线框边长为l(d>l),质量为m,电阻为R。开始时, 线框的下边缘到磁场上边缘的距离为h。将线框由静止释放,其下边缘刚进入磁场时,线框的加速度恰为零。则线框进入磁场的过程和从磁场下边穿出磁场的过程相比较,有( )
A.产生的感应电流的方向相同 |
B.所受的安培力的方向相反 |
C.进入磁场的过程中产生的热量小于穿出磁场的过程中产生的热量 |
D.进入磁场过程所用的时间大于穿出磁场过程中所用的时间 |