题目内容

【题目】如图所示，质量为m的通电直导线用一绝缘轻绳悬挂，电流方向垂直于纸面，匀强磁场平行于纸面，导线处于静止状态，轻绳与竖直方向的夹角为30°.以下说法中正确的是(　　)

A. 安培力的大小可能等于，此时磁场的可能方向不是唯一的

B. 安培力的大小可能等于，此时磁场的可能方向不是唯一的

C. 安培力的大小可能等于mg，此时磁场的可能方向是唯一的

D. 安培力的大小可能等于2mg，此时磁场的可能方向是唯一的

【答案】D

【解析】

先对导体棒受力分析，根据平衡条件并结合合成法得到安培力的最小值；然后结合安培力公式FA=BIL和左手定则分析。

对导体棒受力分析，受重力、安培力和细线拉力，如图所示：

根据平衡条件，当安培力与线垂直向上时，安培力最小，为：FA=BIL=mgsin30°=

根据左手定则，磁感线方向沿悬线向上，故此时磁场方向是唯一的；

当mg≥FA＞时，有2解。

当FA＞mg时，有一解；

当FA＜时，无解。

故选：D。

练习册系列答案
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【题目】如图所示，空间存在水平向左的匀强电场的垂直纸面向里的匀强磁场，电场和磁场相互垂直。在电场、磁场区域中，有一个竖直放置的光滑绝缘圆环，O点为圆环的圆心，a、b、c为圆环上的三个点，a点为最高点，c点为最低点，Ob沿水平方向。环上套有一个带正电的小球，它所受的电场力与重力大小相等。现将小球从环的顶端a点由静止释放。下列判断正确的是（ ）

A. 当小球运动的弧长为圆周长的时，洛仑兹力最大

B. 当小球运动的弧长为圆周长的时，洛仑兹力最大

C. 小球可以绕圆环做完整的圆周运动

D. 小球从b点到c点，电势能增大，动能先增大后减小

【题目】某同学做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验，实验室提供的器材有：

A．小灯泡 L（额定电压 3.8 V，额定电流0.32 A）；

B．电压表 V（量程 3 V，内阻 3 kΩ）；

C．电流表 A（量程 0.5 A，内阻 0.5 Ω）；

D．定值电阻 R。（阻值 1 000 Ω）；

E．滑动变阻器 R（阻值 0～9.0 Ω）；

F．电源 E（电动势 5 V，内阻不计）；

J．开关 S；导线若干。

（1）实验要求能够实现在 0～3.8 V 的范围内对小灯泡的电压进行测量，在下面虚线框中画出实验电路原理图

____________；

（2）实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图所示。

由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻_________（填“增大”“不变”或“减小”），灯丝的电阻率__________（填“增大”“不变”或“减小”）。

【题目】如图所示，水平面内有两条平行金属导轨，金属棒垂直放置在导轨上，竖直向下的匀强磁场与导轨平面垂直。某时刻，使金属棒以 v0=2 m/s 的初速度开始向右运动，与此同时金属棒还受到一个外力 F 的作用，使得金属棒在磁场中先匀减速，再反向匀加速回到出发点。已知外力 F 与金属棒垂直、与导轨在同一平面内。金属棒减速、加速运动的加速度均为 2 m/s2，金属棒与导轨间的动摩擦因数为 0.2，金属棒质量 0.1 kg、电阻 0.2 Ω，磁感应强度为 1.0 T，导轨间距为 0.2 m，与导轨相连的电阻阻值为 0.3 Ω。其余电阻均不计

（1）金属棒减速过程中运动的距离和时间。

（2）金属棒减速、加速过程中外力 F 的大小随时间变化的关系。

【题目】如下图所示，一个截面为四分之一圆的棱柱状透明体镶嵌在挡光板上，O为圆心。一束光线与挡板成 α= 450 射到半径 ON 上。已知透明体的折射率 n，求：

（i）光线ON面上进入透明体的折射角；

（ii）光线进入透明体后有一部分能直接从曲面 MN 上射出，计算射出范围的边界与 O点的夹角。

【题目】如图所示，在矩形区域abcd区域中，分布着垂直于纸面向外的匀强磁场，ab长为L，在ab的中点P处有一电子发射源，出射电子速率取一切可能值，所有电子出射的速度方向均与ab成30°角，下列说法正确的是(　　 )

A. 只要初速度大小取合适的值，电子可以在磁场中做完整的圆周运动

B. 电子入射速度越大，在磁场中运动的时间一定越短

C. 从ad边出射的电子一定比从bc出射的电子运动时间短

D. 当时，cd边无电子射出

【题目】利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域．如图所示是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的流I，C、D两侧面会形成电势差，该电势差可以反映磁感应强度B的强弱，则下列说法中正确的是（ ）

A．若元件的载流子是正离子，则C侧面电势高于D侧面电势

B．若元件的载流子是自由电子，则D侧面电势高于C侧面电势

C．在测地球北极上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平

D．在测地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平

【题目】为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，某同学设计了如图所示的实验装置．其中M为小车的质量，m为砂和砂桶的质量，m0为小车上滑轮的质量．力传感器可测出轻绳中的拉力大小．

(1)实验时，一定要进行的操作是____．

A．用天平测出砂和砂桶的质量

B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力

C．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录力传感器的示数

D．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M

(2)该同学在实验中得到如图所示的一条纸带（两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为____ m/s2（结果保留三位有效数字）．

(3)该同学以力传感器的示数F为横坐标，加速度以为纵坐标，画出的a-F图象是一条直线，求得图线的斜率为k，则小车的质量为____________

A． B． C． D．

【题目】如图所示，竖直平面内的光滑固定轨道由四分之一圆弧AB和二分之一圆弧BC组成，两者在最低点B处平滑连接. 过BC圆弧的圆心O有厚度不计的水平挡板和竖直挡板各一块，挡板与圆弧轨道之间有宽度很小的缝隙. AB弧的半径为2R，BC弧的半径为R. 一个直径略小于缝宽，质量为m的小球在A点正上方R处由静止开始自由下落，经A点沿圆弧轨道运动，不考虑小球撞到挡板以后反弹，重力加速度为g.求：

　

(1) 小球自由下落到A点时的速度大小；

(2) 小球到达C点时，轨道对它的弹力大小；

(3) 小球距A点h处自由落下进入轨道，经C点抛出，在水平挡板上的落点到O点的距离x随h变化的关系式，并在图中画出x2-h图象．

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