第十讲 磁场与电磁感应
§10．1磁场 磁场对电流和电荷的作用
一．选择题
1．由磁感应强度的定义式B＝F/IL可知（ ）
（A）B与通电导线受到的磁场力F成正比，与电流和导线长度的乘积IL成反比 （B）磁感应强度的方向与F的方向一致 （C）该公式只适用于匀强磁场
（D）只要满足L很短、I很小的条件，该公式对任何磁场都适用
2．如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在其左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线，当导线中通以图示方向的电流时（ ）
（A）磁铁对桌面的压力减小，且受到向左的摩擦力 （B）磁铁对桌面的压力减小，且受到向右的摩擦力 （C）磁铁对桌面的压力增大，且受到向左的摩擦力 （D）磁铁对桌面的压力增大，且受到向右的摩擦力
3．如图所示，原来静止的圆环线圈，通有顺时针方向的电流I1，在其直径ab上靠近b处垂直于线圈平面固定一长直导线，并通以图示方向的电流I2，则线圈将（ ） （A）以ab为轴转动，并向左平动 （B）以ab为轴转动，并向右平动 （C）只向左平动
（D）只以ab为轴转动
4．如图所示的电流天平可用来测定磁感应强度B。天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽ab为l，共N匝，线圈的下部悬在待测匀强磁场中，磁场方向垂直纸面。当线圈中通有图示方向电流I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（ ） （A）磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为（m1－m2）g/Nl （B）磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为mg／2NIll
（C）磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为（m1－m2）g/NIll （D）磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为mg/2NIll
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二．填空题
5．如图所示，在倾角为30°的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为L，质量为m的直导体棒，一匀强磁场垂直于斜面向下，当导体棒内通有垂直纸面向里的电流I时，导体棒恰好静止在斜面上，则磁感应强度的大小为B＝ 。
6．如图所示，一细导体杆弯成四个拐角均为直角的平面折线，其ab、cd段长度均为l1，bc段长度为l2。弯杆位于竖直平面内，Oa、dO′段由轴承支撑且沿水平放置。整个弯杆置于匀强磁场中，磁场方向竖直向上，磁感应强度为B。今在导体杆中沿abcd通以大小为I
的电流，此时导体杆受到的安培力对OO′轴的力矩大小等于 。
7．如图所示，有一闭合三角形导线框ABC，已知AB＝BC＝lm，∠ABC＝120°，放在磁感应强度B一再T的匀强磁场中，磁场垂直于线框平面。若在线框中通以I＝1A的电流，则AB与Bc所受安培力的合
力大小为 N，整个线框所受安培力的合力大小为 N。
8．在磁感应强度B＝0.48T的匀强磁场中，有一个长0.2m、宽0.1m的矩形线圈，当线圈平面与磁场方向垂直时，线圈中的磁通量为 Wb，当线圈平面与磁场方向成30°角时线圈中的磁通量为 Wb。
9．如图所示，A、B、C三根长直导线通以图示方向的电流，间隔相等地平行放置在同一水平面内，A在左，C在右，则A导线所受磁场力方向向 （填“左”、“右”或“无”），b导线所受磁场力方向向 。
10．匀强磁场的磁感应强度为B，一长为L的导线弯成等臂直角形，通以电流I，导线所在平面与磁场方向垂直，且可绕过其一端且平行于磁场方向的轴自由转动，为使杆平衡需在其另一端加一个力，该力的大小至少为 。
11．如图所示，质量为0.1kg、长为0.3m、电阻不计的金属棒AB，能绕过A点的水平轴自由转动，轴A与触点C的距离为0.2m，AB搁在C点上时它与竖直方向的夹角为37°。回路中连有电动势为6V，内阻为0.1Ω的电源，所在空间有与转轴平行的匀强磁场。当滑动变阻器的电阻为0.5Ω时，AB呈小幅摆动状态，则该磁场的磁感应强度大小为 T。
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三．计算题
12．如图所示，间距为20cm、倾角为53°的两根光滑金属导轨间，有磁感应强度为1 T、方向竖直向上的匀强磁场，导轨上放有质量为0.03kg的金属棒。在与导轨连接的电路中，变阻器R1的总电阻为5Ω，电阻R为12Ω，导轨和金属棒电阻不计，电源电动势为40V，内阻为1Ω，金属棒恰静止在导轨上。求：（1）金属棒中的电流；（2）变阻器滑片左端部分的电阻值。
13．如图所示，MN为通有稳恒电流I1的长直导线，ABCD为通有电流I2＝10A的矩形线圈，共有10匝。已知AB＝12cm，BC＝20cm，AD与BC都平行于MN，与MN都相距10cm。线圈能绕过AB及CD中点的轴转动，测得线圈所受磁场力的力矩
－
为2.4×103N·m，求A点处的磁感应强度。
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§10．2导体切割磁感线运动
一．选择题
1．如图所示，一个边长为L的正方形导线框以速度v匀速通过宽为d（d＜L）的匀强磁场，在此过程中线框中有感应电流的时间是（ ）
（A）2d/v （B）2L/v （C）（L－d）/v （D）（L－2d）/v
2．如图所示，有一个正方形导线框处于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，当线框被匀速拉出磁场的过程中，在其他条件不变的情况下，下列选项中，外力对线框做功的功率与其成正比的是（ ）
（A）线圈匝数 （B）线圈边长 （C）导线截面积 （D）运动速度
3．如图所示，边长分别为L1和L2的长方形线框，在外力作用下匀速通过宽为d的有界匀强磁场区，在线框通过磁场区的过程中，力F做功的情况是（ ）
（A）当d＞L2时，力F做功为2FL2 （B）当d＞L2时，力F做功为2Fd （C）当d＜L2时，力F做功为2FL2 （D）当d＜L2时，力F做功为2Fd
4．如图所示，光滑的足够长U形导电导轨，底部连一灯泡，匀强磁场B垂直于导轨平面。当足够长的金属棒n6下滑至稳定状态时，灯泡获得一个稳定的电功率，除灯泡外电阻均不计，为使灯泡稳定功率提高一倍，可采取的办法有（ ） （A）灯泡电阻增为原来的2倍 （B）灯泡电阻改为原来的2倍 （c）把B增为原来的2倍
（D）把导轨间距变为原来的2/2倍
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二．填空题
5．如图所示，平行金属导轨间距为d，一端连接一阻值为R的电阻。匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直导轨平面。一根长直金属棒与导轨成60°放置，导轨与金属棒的电阻不计，当金属棒以垂直于棒的恒定速度v沿金属导轨滑行时，电阻．R中的电流大小为 ，方向 。
6．如图所示，电阻为R的矩形导线框abcd，边长ab＝L，as＝h，质量为m，自某一高度自由落下，通过一匀强磁场。磁场方向垂直纸面向里，磁场区域的高度为h。若线框恰好以恒定速度通过磁场，线框中消耗的电能是 。
7．如图所示，长L1宽L2的矩形线圈电阻为R，处于磁感应强度为B的匀强磁场边缘，线圈与磁感线垂直。则将线圈以向右的速度v匀速拉出磁场的过程中，拉力的大小为 ；拉力的功率为 ；拉力做的功为 ；线圈中产生的电热为 。
8．如图所示，光滑竖直平行导轨上端连有一电阻R，导轨上套有一质量为m的导体棒ab，导轨与导体棒电阻均不计。现导体棒自由下落，以速度进入高为h的水平匀强磁场区域，穿出磁场时的速度为v/2。则此过程中电阻R上产生的热量为 。
9．如图所示，光滑导线框abcd固定在竖直平面内，bc段的电阻为R，其他电阻均不计。ef是电阻不计的水平放置的导体杆，杆长为l，质量为m，杆两端分别与ab和cd保持良好接触。整个装置放在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与框面垂直。现用一恒力F竖直向上拉ef，当ef匀速上升时，其速度的大小 。
10．如图所示，在B＝0.5T的匀强磁场中垂直于磁场水平放置的相距h＝0.1m、电阻不计的平行金属导轨MN和PQ，导轨右端连着阻值为R＝0.3Ω的电阻，导轨上跨放
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