C.60° D.90°
8、质量为m的金属导体棒置于倾角为的导轨上,棒与导轨间的动摩擦因数为
当导体棒通以垂直纸面向
里的电流时,恰能在导轨上静止.如图所示的四个图中,标出了四种可能的匀强磁场方向,其中棒与导轨间的摩擦力可能为零的是
9、位于同一水平面上的两条平行导电导轨，放置在斜向左上方、与水平面成60°角、足够大的匀强磁场中，右图是这一装置的侧视图.一根通有恒定电流的金属棒正在导轨上向右做匀速运动，在匀强磁场沿顺时针方向缓慢转过30°角的过程中，金属棒始终保持匀速运动。则此过程中磁感应强度B的大小变化可能是 A．始终变大 B．始终变小 C．先变大后变小 D．先变小后变大
10、如图所示，两根间距为d的平行光滑金属导轨间接有电源E，导轨平面与水平面间的夹角θ = 30°。金属杆ab垂直导轨放置，导轨与金属杆接触良好。整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中。当磁场方向垂直导轨平面向上时，金属杆ab刚好处于静止状态。要 使金属杆能沿导轨向上运动，可以采取的措施是 A．减小磁感应强度B
B．调节滑动变阻器使电阻减小
C．减小导轨平面与水平面间的夹角θ
D．将电源正负极对调使金属杆中的电流方向改变
二、填空题
1、如图所示，通电直导线ab质量为m，水平地放置在倾角为θ的光滑导轨上，导轨宽度为L，通以图示方向的电流，电流大小为I，要求导线ab静止在斜面上． (1)若磁场的方向竖直向上，则磁感应强度为________．
(2)若要求磁感应强度最小，则磁感应强度大小为________，方向________．
2、如图所示，一根均匀导体棒OA长为L，质量为m，上端与水平固定转轴O连接，下端与圆弧金属导轨MN良好接触，不计摩擦和导轨电阻．匀强磁场的磁感强度为B，方向水平．闭合电键K，OA从竖直方向偏离角度为θ后静止，则电路中的电流为________；现使OA从竖直方向偏离角度为2θ后静止，若其它条件不变，则磁感强度应变为___________
高中物理专题突击
16
三、计算题
1、水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻)．现垂直于导轨搁一根质量为m、电阻为R的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为 θ且指向右斜上方，如图所示．问：
(1)当ab棒静止时，ab棒受到的支持力和摩擦力各为多少？(2)若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为多少？此时B的方向如何？
2、如图所示，在与水平方向成60°角的光滑金属导轨间连一电源，在相距1m的平行导轨上放一重为3N的金属棒ab，棒上通以3A的电流，磁场方向竖直向上，这时棒恰好静止，求：(1)匀强磁场的磁感应强度；(2)ab棒对导轨的压力.
3、如图K36－12所示，在绝缘的水平桌面上固定着两个圆环，它们的半径相等，环面竖直、相互平行，间距是20 cm，两环由均匀的电阻丝制成，电阻都是9 Ω，在两环的最高点a和b之间接有一个内阻为0.5 Ω
－
的直流电源，连接导线的电阻可忽略不计．空间有竖直向上的磁感应强度为3.46×101 T的匀强磁场，一根长度等于两环间距、质量为10 g、电阻为1.5 Ω的均匀导体棒水平地置于两环内侧，不计与环间的摩擦．当将棒放在其两端点与两环最低点之间所夹弧对应的圆心角均为θ＝60°的位置时，棒刚好静止不动．试求电源的电动势．(取g＝10 m/s2)
4、据报道，最近已研制出一种可投入使用的电磁轨道炮，其原理如图K36－11所示．炮弹(可视为长方形导体)置于两固定的平行导轨之间，并与轨道壁密接．开始时炮弹在导轨的一端，通以电流后炮弹会被磁
高中物理专题突击
17
力加速，最后从位于导轨另一端的出口高速射出．设导轨之间的距离d＝0.10 m，导轨长L＝5.0 m，炮弹质量m＝0.30 kg.导轨上的电流I的方向如图中箭头所示．可以认为，炮弹在轨道内运动时，它所在处磁场的磁感应强度始终为B＝2.0 T，方向垂直于纸面向里．若炮弹出口速度为v＝2.0×103 m/s，求通过导轨的电流I.(忽略摩擦力与重力的影响)
图K36－11
5、如图K36－10所示，水平放置的光滑金属导轨宽L＝0.2 m，接有电动势E＝3 V、内阻不计的电源，导轨电阻不计．匀强磁场竖直向下穿过导轨，磁感应强度B＝1 T．导体棒ab的电阻R＝6 Ω，质量m＝10 g，垂直放在导轨上并良好接触，在合上开关的瞬间，求： (1)导体棒受到安培力的大小和方向； (2)导体棒的加速度．
6、如图14所示，两根平行光滑金属导轨P、Q水平放置，电阻不计，相距0.2m，上边沿与导轨垂直方向放一个质量为
的均匀金属棒ab，通过电阻R2和电源相连．金属棒ab两端连在导轨间的电阻
为R1=0. 75Ω，电阻R2＝2Ω，电源电动势E＝6V，电源内阻r＝0.25Ω，其他电阻不计．如果在装置所在的区域加一个匀强磁场，使ab对导轨的压力恰好是零，并使ab处于静止．求所加磁场磁感应强度的最小值和方向（取
）．
7、如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.4m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=370，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B=0.5T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.5Ω的直流电源，另一端接有电阻R=5.0Ω。现把一个质量为m=0.04kg的导体棒ab放在
高中物理专题突击
18
金属导轨上，导体棒静止。导体棒与金属导轨垂直、且接触良好，与金属导轨接触的两点间的导体棒的电阻R0=5.0Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s2。已知sin370=0.6，cos370=0.8，求： （1）导体棒受到的安培力大小； （2）导体棒受到的摩擦力。
8、如图所示,电源电动势E=2V,内电阻r=0.5Ω,竖直平面内的导轨电阻可忽略,金属棒的质量m=0.1kg,电阻R=0.5Ω,它与导轨间的动摩擦因数μ=0.4,有效长度为L=0.2m.为了使金属棒能够靠在竖直导轨外面静止不动,我们施加一竖直方向的匀强磁场,问磁场方向是向上还是向下?磁感应强度B至少应是多大?设滑动摩擦力等于最大静摩擦力。（重力加速度g=10m/s2）
9、两根间隔l=0.lm的平行光滑金属轨道固定在同一水平面上，轨道的左端接入电源和开关。质量m=5g的均匀金属细棒横跨在两根轨道之间并静止置于轨道的右侧（如图）。电源两极已在图中标明，开关S最初是断开的。整个装置放在竖直方向的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.6 T；轨道平面距地高度h＝0.8m。当接通开关S时，金属细棒由于受到磁场力作用而向右运动，接着被水平抛出，落地点距抛出点水平距离s= 1.2m．求：
高中物理专题突击
19
(1)所在磁场的方向
(2)接通开关S到细棒离开轨道过程，电路截面中通过的电量△q。（取g=10m/s2 )
10、如图所示，金属棒MN质量m = 0.0005kg，放在宽度为L=1m的两根光滑平行金属导轨最右端上，导轨处于竖向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.5T，电容器的电容C=20
F，电源电动势E = 20V，导轨平
直面离地高h=0.8m，单刀双掷开关S先处于1位置，然后掷向2的位置，金属棒因安培力作用被水平抛出，落到距离轨道末端水平距离s＝0.064m的位置，设在金属棒通电的极短时间内电流强度不变，取g = l0m/s2，求电容器放电后的电压多大？
第三部分： 磁场对运动电荷的作用 ——洛伦兹力
基础回顾与典例解读
一、洛仑兹力
磁场对运动电荷的作用力
高中物理专题突击
20