题目内容

如图3-1所示，MN是一根固定的通电长直导线，电流方向向上，今将一金属线框abcd放在导线上，让线框的位置偏向导线的左边，两者彼此绝缘，当导线中的电流突然增大时，线框整体受力情况为（　　）?

A.受力向右                  B.受力向左?

C.受力向上                  D.?受力为零?

图3－1

解析：由安培定则判断出直导线电流周围磁场的特点，由楞次定律判断出感应电流的方向，再由左手定则判断出各边的受力情况，最后求合力．由安培定则可知直导线电流周围的磁场分布如图3-2所示．当直导线上电流突然增大时，穿过矩形回路的合磁通量（方向向外）增加，回路中产生顺时针方向的感应电流，因ad、bc两边分布对称，所受的安培力合力为零，ab、cd两边虽然通过的电流方向相反，但它们所处的磁场方向也相反，由左手定则可知它们所受的安培力均向右，所以线框整体受力向右．选项A正确．?

图3-2

答案：A?


练习册系列答案
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如图中甲所示，真空中两水平放置的平行金属板C、D，上面分别开有正对的小孔O1和O2，金属板C、D接在正弦交流电源上，C、D两板间的电压UCD随时间t变化的图线如图中乙所示．t=0时刻开始，从C板小孔O1处连续不断飘入质量为m=3.2×10-21kg、电荷量q=1.6×10-15C的带正电的粒子（设飘入速度很小，可视为零）．在D板外侧有以MN为边界的匀强磁场，MN与金属板C相距d=10cm，匀强磁场的大小为B=0.1T，方向如图中所示，粒子的重力及粒子间相互作用力不计，平行金属板C、D之间的距离足够小，粒子在两板间的运动时间可忽略不计．求：
（1）带电粒子经小孔O2进入磁场后，能飞出磁场边界MN的最小速度为多大？
（2）从0到0.04s末时间内哪些时刻飘入小孔O1的粒子能穿过电场并飞出磁场边界MN？
（3）以O2为原点建立直角坐标系，在图甲中画出粒子在有界磁场中可能出现的区域（用斜线标出），并标出该区域与磁场边界交点的坐标．要求写出相应的计算过程．
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如图13-3-1所示，MN是电场中的一条电场线，一电子从a点运动到b点的速度在不断地增大，则下列结论正确的是（    ）

图13-3-1

A.该电场是匀强电场

B.该电场的方向由N指向M

C.电子在a处的加速度小于在b处的加速度

D.因为电子从a到b的轨迹跟MN重合，所以电场线实际上就是带电粒子在电场中的运动轨迹

磁悬浮列车是一种高速低耗的新型交通工具。它的驱动系统简化为如下模型，固定在列车下端的动力绕组可视为一个矩形纯电阻金属框，电阻为，金属框置于xOy平面内，长边MN长为平行于y轴，宽为的NP边平行于x轴，如图5-1所示。列车轨道沿Ox方向，轨道区域内存在垂直于金属框平面的磁场，磁感应强度沿Ox方向按正弦规律分布，其空间周期为，最大值为，如图5-2所示，金属框同一长边上各处的磁感应强度相同，整个磁场以速度沿Ox方向匀速平移。设在短暂时间内，MN、PQ边所在位置的磁感应强度随时间的变化可以忽略，并忽略一切阻力。列车在驱动系统作用下沿Ox方向加速行驶，某时刻速度为()。

（1）简要叙述列车运行中获得驱动力的原理；

（2）为使列车获得最大驱动力，写出MN、PQ边应处于磁场中的什么位置及与d之间应满足的关系式；

（3）计算在满足第(2)问的条件下列车速度为时驱动力的大小。
如图13(1)所示，真空中两水平放置的平行金属板C、D，两板上分别开有正对小孔O1和O2，金属板C、D接在正弦交流电电源上，C、D两板间的电势差UCD随时间t变化的图线如图(2)所示.t=0时刻开始，从C板小孔O1处连续不断飘人质量为m=3.2×10-25kg、电荷量q=1.6×10-19C的带正电的粒子(设飘入的速度很小，可视为零).在D板外侧有以MN为边界的匀强磁场，MN与D金属板相距d=10cm，匀强磁场B=0.1T，方向垂直纸面向里，粒子的重力及粒子间相互作用力不计，平行金属板C、D之间距离足够小，粒子在两板间的运动时间可忽略不计.求：

图13

(1)带电粒子经小孔O2进入磁场后，能飞出磁场边界MN的最小速度为多大?

(2)磁场边界MN有粒子射出的长度范围.(保留一位有效数字)

(3)从0—0.04s时间内，哪些时刻飘人小孔O1的粒子能穿过电场边界并飞出磁场边界MN?

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