2022届高考物理选择题专题强化训练:磁感应强度 磁场对通电直导线的作用 安培力 左手定则(北京使用)
展开一、单项选择题(共22小题;共88分)
1. 关于磁通量,下列说法中正确的是
A. 磁通量不仅有大小,而且有方向,所以是矢量
B. 磁通量越大,磁感应强度越大
C. 穿过某一平面的磁通量为零,该处磁感应强度不一定为零
D. 磁通量就是磁感应强度
2. 如图所示,质量为 m,长为 l 的直导线用两绝缘细线悬挂于水平轴 OOʹ 上,并处于匀强磁场中。当导线中通以沿 x 正方向的电流 I,且导线保持静止时,悬线与竖直方向夹角为 θ。则磁感应强度的最小值及对应的方向为
A. mgIl,沿 y 轴正向B. mgIltanθ,沿 z 轴负向
C. mgIlsinθ,沿悬线向下D. mgIlcsθ,沿悬线向上
3. 如图所示,四边形通电闭合线框 abcd 处在垂直于线框平面的匀强磁场中,它受到的安培力的合力
A. 方向竖直向上B. 方向垂直于 ad 斜向上
C. 方向垂直于 bc 斜向上D. 为零
4. 如图甲所示为某磁电式电流表的原理图,蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布,如图乙所示,其磁感应强度的大小处处相等,都为 B。一边长为 L 的正方形线圈处在磁场中,当通有大小为 I 、方向如图乙的电流时,下列说法正确的是
A. 由于磁感应强度的大小处处相等,则该磁场为匀强磁场
B. 穿过正方形线圈的磁通量大小为 BL2
C. 正方形线圈的左边导线受到大小为 BIL 、方向向上的安培力
D. 正方形线圈的右边导线受到大小为 BIL 、方向向上的安培力
5. 由磁感应强度定义式 B=FIL 知,磁场中某处的磁感应强度的大小
A. 随着通电导线中电流 I 的减小而增大
B. 随着 IL 乘积的减小而增大
C. 随着通电导线所受磁场力 F 的增大而增大
D. 跟 F 、 I 、 L 无关
6. 关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力,下列说法正确的是
A. 安培力的方向可以不垂直于直导线
B. 安培力的方向总是垂直于磁场的方向
C. 安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关
D. 将直导线从中点折成直角,安培力的大小一定变为原来的一半
7. 如图所示,水平面上放置两根平行的金属导轨,其上搁两根金属棒 ab 和 cd,它们能在导轨上自由滑动,整个装置放在竖直向下的匀强磁场中。当 ab 向右滑动时,金属棒 cd 将
A. 仍保持静止不动B. 一定向右滑动
C. 一定向左滑动D. 向左向右都有可能
8. 如图所示,矩形线框 abcd 由静止开始在磁场中运动。若 dc 边所受磁场力的方向向下,则线框的运动可能是
A. 向右运动,线框未全部进入磁场B. 向左运动,线框未全部离开磁场
C. 向右运动,且线框全部进入磁场D. 向上运动,且线框上边未离开磁场
9. 如图所示,金属圆环的圆心为 O,金属棒 Oa 、 Ob 可绕圆心 O 在环上转动,当外力使金属棒 Oa 逆时针方向转动时,金属棒 Ob 将
A. 不动B. 逆时针方向转动
C. 顺时针方向转动D. 无法确定
10. 在如图所示电路中,每节电池均相同,当开关 S 分别置于 a 、 b 两处时,导线 MM′ 与 NN′ 之间的安培力的大小为 fa 、 fb,判断这两段导线
A. 相互吸引,fa>fb B. 相互排斥,fa>fb
C. 相互吸引,fa
11. 下列关于磁感应强度的说法中正确的是
A. 磁场中某处磁感应强度的大小,就是通以电流 I 、长为 L 的 一小段导线放在该处时所受磁场力 F 与 I 、 L 乘积的比值
B. 一小段通电导线放在某处不受磁场力作用,则该处可能有磁场
C. 一小段通电导线放在磁场中 A 处时受磁场力比放在 B 处大,则 A 处磁感应强度比 B 处的磁感应强度大
D. 因为 B=FIL,所以某处磁感应强度的大小与放在该处的通电导线 IL 乘积成反比
12. 如图所示,一段导线 abcd 位于磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中,且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直。线段 ab 、 bc 和 cd 的长度均为 L,且 ∠abc=∠bcd=135∘。流经导线的电流为 I,方向如图中箭头所示。导线 abcd 所受到的磁场的作用力的合力
A. 方向沿纸面向上,大小为 (2+1)ILB
B. 方向沿纸面向上,大小为 (2−1)ILB
C. 方向沿纸面向下,大小为 (2+1)ILB
D. 方向沿纸面向下,大小为 (2−1)ILB
13. 如图所示,空间中存在一匀强磁场区域,磁场的磁感应强度大小为 B 、方向与竖直面(纸面)垂直,磁场的上、下边界(虚线)为水平面。纸面内磁场上方有一个质量为 m 、总电阻为 R 、边长为 L 的正方形导线框 abcd(由均匀材料制成),其上、下两边均与磁场边界平行,边长小于磁场上、下边界的间距。导线框从 ab 边距磁场上边界为 h 处自由下落,不计空气阻力,重力加速度大小为 g,下列说法正确的是
A. ab 边刚进入磁场时,受到的安培力大小为 B2L2ghR
B. 导线框通过磁场上边界的过程中,下落的速度可能一直增大
C. 导线框通过磁场上边界的过程中,下落的速度一定一直减小
D. 导线框通过磁场下边界的过程中,下落的速度一定一直减小
14. 如图所示,半径为 R 的圆环与一个轴向对称的发散磁场处处垂直,环上各点的磁感应强度 B 大小相等,方向均与环面轴线方向成 θ 角。若给圆环通以恒定电流 I,则圆环所受安培力的大小为
A. 0B. 2πRBIC. 2πRBIcsθD. 2πRBIsinθ
15. 在玻璃皿中,沿内壁边缘放一个环形电极,中心放一个圆柱形电极,把它们分别接在电源的正、负两极,然后在玻璃皿中注入导电液体,再将整个玻璃皿如左图所示放入磁场中,磁铁的上部为 S 极,下部为 N 极。液体将会旋转起来,从上往下看,如右图所示,关于液体的旋转下列说法中正确的是
A. 如果导电液是正离子导电,从上往下看液体顺时针旋转
B. 如果导电液是负离子导电,从上往下看液体顺时针旋转
C. 如果是液体中有等量的正负离子,从上往下看液体不旋转
D. 如果是液体中有等量的正负离子,从上往下看液体逆时针旋转
16. 如图所示,金属导轨上的导体棒 ab 在匀强磁场中沿导轨做下列运动时,铜导线圈 c 中将有感应电流产生且被螺线管排斥的是
A. 向右做匀速运动B. 向右做加速运动
C. 向右做减速运动D. 向左做减速运动
17. 如图所示,轻质弹簧下面挂有边长为 L 、质量为 m 的正方形金属框 ABCD,各边电阻相同,金属框放置在磁感应强度大小为 B 、方向垂直金属框平面向里的匀强磁场中。若 A 、 B 两端与电源相连,通以如图所示方向的电流时,弹簧恰好处于原长状态,则通入正方形金属框 AB 边的电流大小为
A. 4mg3BLB. 3mg4BLC. mgBLD. mg4BL
18. 如图所示,固定的水平长直导线 MN 中通有向右的恒定电流 I,矩形线框 ABCD 在导线 MN 的正下方且与 MN 处于同一竖直平面内。线框 ABCD 在外力 F 作用下以恒定的速度竖直向上运动,且运动过程中 AB 边始终平行于 MN,则在 AB 边运动到 MN 所在位置之前的过程中,下列说法正确的是
A. 穿过线框的磁通量保持不变
B. 线框中感应电流的方向始终为 A→B→C→D→A
C. 线框所受安培力的合力方向向下
D. 外力 F 所做的功等于线框增加的机械能
19. 如图所示,表面粗糙的 U 形金属线框水平固定,其上横放一根阻值为 R 的金属棒 ab,金属棒与线框接触良好,一通电螺线管竖直放置在线框与金属棒组成的回路中,下列说法正确的是
A. 当变阻器滑片 P 向上滑动时,螺线管内部的磁通量增大
B. 当变阻器滑片 P 向下滑动时,金属棒所受摩擦力方向向右
C. 当变阻器滑片 P 向上滑动时,流过金属棒的电流方向由 a 到 b
D. 当变阻器滑片 P 向下滑动时,流过金属棒的电流方向由 a 到 b
20. 如图所示,A 为水平放置的胶木圆盘,在其侧面均匀分布着负电荷 −Q,在 A 的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环 B,使 B 的环面水平且与圆盘面平行,其轴线与胶木盘 A 的轴线 OOʹ 重合。现使胶木盘 A 由静止开始绕其轴线 OOʹ 按箭头所示方向加速转动,则
A. 金属环 B 的面积有缩小的趋势,丝线受到的拉力减小
B. 金属环 B 的面积有扩大的趋势,丝线受到的拉力增大
C. 金属环 B 的面积有扩大的趋势,丝线受到的拉力减小
D. 金属环 B 的面积有缩小的趋势,丝线受到的拉力增大
21. 如图所示,在倾角为 α 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。当导体棒中的电流 I 垂直纸面向里时,欲使导体棒静止在斜面上,可将导体棒置于匀强磁场中,当外加匀强磁场的磁感应强度 B 的方向在纸面内由竖直向上逆时针转至水平向左的过程中,关于 B 的大小的变化,正确的说法是
A. 逐渐增大B. 逐渐减小C. 先减小后增大D. 先增大后减小
22. 如图所示,闭合矩形线圈 abcd 从静止开始竖直下落,穿过一个匀强磁场区域,此磁场长度远大于线圈长度,不计空气阻力,则此线圈从 dc 边进入磁场到 ab 边出磁场为止,以下说法中不合理的是
A. 线圈始终有一个向下的速度
B. 线圈 dc 边进入磁场过程中线圈受向上的安培力作用
C. 整个线圈在磁场中运动时不受安培力作用
D. 线圈 dc 边出磁场过程中线圈受向下的安培力作用
二、双项选择题(共5小题;共20分)
23. 两根相互平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场中,与导轨接触良好的导体棒 AB 和 CD 可以自由滑动。当 AB 在外力 F 作用下向右运动时,下列说法中正确的是
A. 导体棒 CD 内有电流通过,方向是 D→C
B. 导体棒 CD 内有电流通过,方向是 C→D
C. 磁场对导体棒 AB 的作用力向左
D. 磁场对导体棒 CD 的作用力向左
24. 金属圆盘置于方向垂直于纸面向里的匀强磁场中,圆盘中央和边缘各引出一根导线,与套在铁芯上部的线圈 A 相连,套在铁芯下部的线圈 B 引出两根导线,接在两根水平导轨上,如图所示。导轨上有一根金属棒 ab 处在垂直于纸面向外的匀强磁场中。下列说法正确的是
A. 圆盘顺时针加速转动时,ab 棒将向右运动
B. 圆盘顺时针减速转动时,ab 棒将向右运动
C. 圆盘逆时针减速转动时,ab 棒将向右运动
D. 圆盘逆时针加速转动时,ab 棒将向右运动
25. 如图甲所示,abcd 是匝数为 100 匝、边长为 10 cm 、总电阻为 0.1 Ω 的正方形闭合导线圈,放在与线圈平面垂直的图示匀强磁场中,磁感应强度 B 随时间 t 的变化关系如图乙所示,则以下说法正确的是
A. 导线圈中产生的是交变电流
B. 在 t=1 s 时,ad 边受安培力方向向右
C. 在 0∼2 s 内通过导线横截面的电荷量为 10 C
D. 在 t=2.5 s 时导线圈产生的感应电动势为 1 V
26. 如图,U 形铁芯放置在粗糙水平桌面上,一导体棒 ab 静止在 U 形铁芯的两板之间,开关闭合后,棒仍在原位置保持静止状态,此时棒受到的安培力为 F1,若滑动滑动变阻器的滑片,使电路中的电流变为原来的一半,此时棒受到的安培力为 F2,则下列说法正确的是
A. 铁芯两板之间的磁场方向向下
B. F1 的大小大于 F2 大小的 2 倍
C. 棒对铁芯下板有垂直于棒向左的静摩擦力
D. 若滑片向左滑动后棒仍然静止,则桌面对铁芯的力不变
27. 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,若使导线静止,应该在斜面上施加匀强磁场 B 的大小和方向为
A. B=mgsinαIL,方向垂直于斜面向下
B. B=mgsinαIL,方向垂直于斜面向上
C. B=mgtanαIL,方向竖直向下
D. B=mgsinαIL,方向水平向右
三、多项选择题(共3小题;共12分)
28. 如图 1 所示,两根光滑平行导轨水平放置,间距为 L,其间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为 B。垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒,从 t=0 时刻起,棒上有如图 2 所示的持续交变电流 I,周期为 T,最大值为 Im,图 1 中 I 所示的方向为电流正方向。则金属棒
A. 一直向右移动
B. 速度随时间周期性变化
C. 受到的安培力随时间周期性变化
D. 受到的安培力在一个周期内做正功
29. 关于磁场中的磁场方向,下列说法中正确的是
A. 磁场的方向就是该点磁感应强度的方向
B. 与放在该点的小磁针北极受到的磁场力方向相同
C. 与放在该点的小磁针静止时北极所指的方向相同
D. 与放在该点的极短的通电导线所受力的方向相同
30. 如图所示,两根光滑平行导轨水平放置,间距为 l,其间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为 B。垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒。从 t=0 时刻起,棒上有如图乙所示的持续交变电流 I,周期为 T,最大值为 Im,图甲中 I 所示方向为电流正方向。则金属棒
A. 一直向右移动
B. 速度随时间周期性变化
C. 受到的安培力随时间周期性变化
D. 受到的安培力在一个周期内做正功
答案
第一部分
1. C
【解析】磁通量是标量,故A错误;
由 Φ=BS 可知,Φ 大,B 不一定大,故B错误;
由 Φ=BS⊥ 知,当 S 与 B 平行时,S⊥=0,Φ=0,但 B 不为零,故C正确;
Φ 和 B 是两个不同的物理量,故D错误。
2. C
【解析】对导线进行受力分析,其受重力、安培力和细线拉力的作用,如图所示。根据平衡条件,当安培力与悬线垂直向上时,安培力最小,即 F=mgsinθ,故磁感应强度大小为 B=mgIlsinθ;根据左手定则,可知其方向沿悬线向下,C项正确。
3. D
【解析】由题意可知,闭合线框 abcd 在磁场中的有效长度为零,所以其所受安培力的合力为零,选项D正确。
4. C
【解析】磁感应强度的大小处处相同,但方向不等,则该磁场不是匀强磁场,选项A错误;由题图乙可知,穿过正方形线圈的磁通量大小为零,选项B错误;正方形线圈的左边导线受到的安培力大小为 BIL,由左手定则可知方向向上,选项C正确;正方形线圈的右边导线受到大小为 ILB 、方向向下的安培力,选项D错误。
5. D
【解析】由磁应强度 B 的定义式 BFIL 可知 B 的大小可由 F 、 I 、 L 表示出来,但不是由它们决定的,而是由磁场本身决定,所以D项正确,ABC项错误。
6. B
【解析】由左手定则可知,安培力的方向一定与磁场方向和直导线垂直,选项 A 错、B 正确;
安培力的大小 F=BILsinθ 与直导线和磁场方向的夹角有关,选项 C 错误;
将直导线从中点折成直角,假设原来直导线与磁场方向垂直,若折成直角后一段与磁场仍垂直,另一段与磁场平行,则安培力的大小变为原来的一半,若折成直角后,两段都与磁场垂直,则安培力的大小变为原来的 22,因此安培力大小不一定是原来的一半,选项 D 错误。
7. B
【解析】当 ab 向右滑动时,闭合回路中的磁通量增大,根据楞次定律感应电流磁场方向跟原磁场方向相反为向上,故回路中产生从下往上看逆时针方向的电流,再根据左手定则可知,金属棒 cd 将受到向右的安培力,故金属棒 cd 将一定向右滑动。
故B符合题意。
8. B
9. B
10. D
【解析】当电键 S 置于 a 处时电源为一节干电池;当电键 S 置于 b 处时电源为两节干电池,此时电路中的电流比 S 置于 a 处时大,所以 fa
【解析】A选项中没有强调导线与磁场方向垂直,故错误;B选项中导线平行于磁场方向时,不受磁场力的作用,故正确;C选项中导线与磁场之间的夹角关系不明确,无法判断 B 的大小,故错误;D选项中磁感应强度的大小由磁场本身决定,不随 F 、 I 、 L 的变化而变化,故错误。
12. A
【解析】由左手定则可判断 bc 段受到的磁场力方向沿纸面向上,大小为 F1=BIL。而 ab 段和 cd 段受到的磁场力大小均为 F2=BIL。由左手定则可判断 ab 段受到的磁场力在纸面内垂直于 ab 向上,cd 段受到的磁场力在纸面内垂直于 cd 向上,两力之间夹角为 90∘,其合力大小为 F3=2F2=2BIL,方向沿纸面向上。所以导线 abcd 所受到的磁场的作用力的合力 F=F1+F3=(2+1)BIL,方向沿纸面向上。
13. B
14. D
【解析】把磁感应强度分解为水平分量与竖直分量,竖直方向的磁场对圆环的安培力的合力为零,圆环在水平方向磁场中的有效长度等于圆环的周长,水平方向的磁场对圆环的安培力大小 F=B水平I⋅2πR=2πBIRsinθ,选项A、B、C错误,D正确。
15. D
16. B
【解析】导体棒 ab 向右做匀速运动时,ab 中产生的感应电流不变,螺线管产生的磁场是稳定的,穿过 c 的磁通量不变,c 中没有感应电流,线圈 c 不受安培力作用,不会被螺线管吸引或排斥,选项A不符合题意;
导体棒 ab 向右做加速运动时,根据右手定则判断可知,ab 中产生的感应电流方向从 b→a,感应电流增大,螺线管产生的磁场增强,穿过 c 的磁通量增大,根据楞次定律结合安培定则可知,c 中产生顺时针方向(从左向右看)的感应电流,c 的右侧相当于 N 极,螺线管左侧是 N 极,则导线圈 c 被螺线管排斥,选项B符合题意;
导体棒 ab 向右做减速运动时,根据右手定则判断可知,ab 中产生的感应电流方向从 b→a,感应电流减小,螺线管产生的磁场减弱,穿过 c 的磁通量减少,根据楞次定律结合安培定则可知,c 中产生逆时针方向(从左向右看)的感应电流,右侧相当于 S 极,螺线管左侧是 N 极,则导线圈 c 被螺线管吸引,选项C不符合题意;
导体棒 ab 向左做减速运动时,根据右手定则判断可知,ab 中产生的感应电流方向从 a→b,感应电流减小,螺线管产生的磁场减弱,穿过 c 的磁通量减少,根据楞次定律结合安培定则可知,c 中产生顺时针方向(从左向右看)的感应电流,右侧相当于 N 极,螺线管左侧是 S 极,则导线圈 c 被螺线管吸引,选项D不符合题意。
17. B
【解析】根据电流方向可知,AD 边、 DC 边、 CB 边串联,再与 AB 边并联,设每边电阻为 R,根据平衡条件可知 mg=BIABL+BIDCL,根据并联电路的特点可知 IAB=3IDC,联立两式解得 IAB=3mg4BL,故B正确。
18. C
【解析】离直导线越近,磁感应强度越强,线框向上运动的过程中,磁通量逐渐增大,选项A错误;根据右手螺旋定则知 MN 下方的磁场方向垂直纸面向里,线框向上运动的过程中,穿过线框的磁通量增大,根据楞次定律结合安培定则知线框中感应电流的方向为 A→D→C→B→A,选项B错误;根据左手定则知 AB 边所受的安培力方向向下,CD 边所受的安培力方向向上,因为 AB 边所处位置的磁感应强度大,则安培力大,所以线框所受安培力的合力方向向下,选项C正确;线框匀速向上运动,线框中产生电能,F 做的功会有一部分产生热量,故外力 F 所做的功大于线框增加的机械能,选项D错误。
19. C
【解析】根据右手螺旋定则可知螺线管下端为 N 极,而穿过回路的磁通量分为两部分,一部分为螺线管内部磁场,方向竖直向下,一部分为螺线管外部磁场,方向竖直向上,而总的磁通量方向为竖直向下,当变阻器滑片 P 向上滑动时,滑动变阻器连入电路的电阻增大,螺线管中电流减小,产生的磁场变弱,即穿过回路的磁通量向下减小,根据楞次定律可得流过金属棒的电流方向由 a 到 b,A错误C正确;当变阻器滑片 P 向下滑动时,滑动变阻器连入电路的电阻减小,螺线管中电流变大,产生的磁场变强,即穿过回路向下的磁通量增大,根据楞次定律可得流过金属棒的电流方向由 b 到 a,而导体棒所处磁场方向为竖直向上的,金属棒所受安培力方向向右,故摩擦力方向向左,故BD错误。
20. A
21. C
【解析】导体棒受三个力,三力构成的矢量三角形如图所示。安培力的大小变化从图中即可看出是先减小后增大,由 F=BIL 知,B 的大小应是先减小后增大,故只有选项C正确。
22. D
【解析】因为线框穿过磁场区域,故一定有向下的速度,选项A是正确的;又因线圈进入磁场时,dc 边做切割磁感线运动,线圈中产生逆时针方向的电流,根据左手定则,dc 边将受到向上的安培力作用,选项B是正确的;整个线圈在磁场中运动时,线圈中的磁通量不变,线圈中没有感应电流产生,故线圈不受安培力的作用,选项C是正确的;线圈出磁场时,ab 边做切割磁感线运动,线圈中产生顺时针方向的电流,根据左手定则,ab 边受到向上的安培力作用,故不合理的选项为D。
第二部分
23. B, C
【解析】AB 棒切割磁感线产生感应电流,根据右手定则可知,AB 棒中感应电流的方向为 B→A ,则导体棒 CD 中的感应电流方向为 C→D ,选项A错误,B正确;由左手定则可知,磁场对导体棒 AB 的作用力向左,磁场对导体棒 CD 的作用力向右,选项C正确,D错误。
24. B, D
【解析】由右手定则可知,圆盘顺时针加速转动时,感应电流从圆心流向边缘,线圈 A 中产生的磁场方向向下且磁场增强;由楞次定律可知,线圈 B 中的感应磁场方向向上,由右手螺旋定则可知,ab 棒中感应电流方向由 a→b;由左手定则可知,ab 棒受的安培力方向向左,ab 棒将向左运动,选项A错误。若圆盘顺时针减速转动,则 ab 棒将向右运动,选项B正确。由右手定则可知,圆盘逆时针减速转动时,感应电流从边缘流向圆心,线圈 A 中产生的磁场方向向上且磁场减弱;由楞次定律可知,线圈 B 中的感应磁场方向向上,由右手螺旋定则可知,ab 棒中感应电流方向由 a→b;由左手定则可知,ab 棒受的安培力方向向左,ab 棒将向左运动,选项C错误。若圆盘逆时针加速转动,则 ab 棒将向右运动,选项D正确。
25. A, B
【解析】根据楞次定律可知,在 0∼2 s 内的感应电流方向与 2 s∼3 s 内的感应电流方向相反,即为交流电,故A正确;
根据楞次定律可知产生的感应电流方向逆时针,根据左手定则可知受到的安培力方向向右,故B正确;
在 0∼2 s 时间内,感应电动势为:E1=100×22×0.12 V=1 V,再根据欧姆定律 I=UR,则有:I1=10.1 A=10 A,根据 Q=It,解得,Q=10×2 C=20 C,故C错误;
根据法拉第电磁感应定律,2.5 s 时的感应电动势等于 2 s 到 3 s 内的感应电动势,则有:E=NΔB⋅SΔt=100×(2−0)×0.1×0.11 V=2 V,故D错误。
26. B, D
【解析】根据右手螺旋定则可以判断铁芯的下板为 N 极,铁芯两板之间的磁场方向向上,A错误;
若滑动滑动变阻器的滑片,使电路中的电流变为原来的一半,磁场也变弱,则棒受到的安培力将小于原来的一半,B正确;
开关闭合后导体棒将受到垂直于棒向右的安培力及铁芯对其向左的摩擦力而处于平衡状态,根据牛顿第三定律,可知棒对铁芯下板有垂直棒向右的静摩擦力,C错误;
分析整个装置可知桌面对铁芯的力始终不变,D正确。
27. A, C
【解析】根据电流方向和所给定磁场方向的关系,可以确定通电导线所受安培力分别如图所示。
又因为导线还受重力 G 和支持力 FN,根据力的平衡知,只有A、C两种情况是可能的,其中A中 F=mgsinα,则 B=mgsinαIL,C中 F=mgtanα,则 B=mgtanαIL。
第三部分
28. A, B, C
【解析】
根据题意得出 v−t 图象如图所示,金属棒一直问右运动,A 正确。
速度随时间做周期性变化,B 正确。
据 F安=BIL 及左手定则可判定,F安 大小不变,方向做周期性变化,则 C 项正确。
F安 在前半周期做正功,后半周期做负功,则 D 项错。
29. A, B, C
【解析】磁场的方向是磁场中静止的小磁针 N 极所指的方向,不是导线在磁场中受力的方向,故ABC正确,D错误
30. A, B, C
【解析】由左手定则知开始时安培力的方向水平同右,由公式 F=BIl 知安培力大小不变,方向每经半个周期变为相反方向,所以金属棒先向右做匀加速直线运动,经半个周期后,加速度大小不变,方向反向,继续向右做匀减速直线运动,T 秒末速度减为 0,之后重复前面的运动,选项A、B、C正确;
在一个周期内,前 T2 时间内安培力做正功,后 T2 时间内安培力做负功,总功为 0,选项D错误。
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