《专题01 重力场、电场和磁场中的静态平衡问题（解析版）.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《专题01 重力场、电场和磁场中的静态平衡问题（解析版）.docx（29页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、高三物理二轮高频考点专题突破专题01 重力场、电场和磁场中的静态平衡问题专练目标专练内容目标1重力场中的静态平衡问题（1T8T）目标2电场中的静态平衡问题（9T16T）目标3磁场中的静态平衡问题（17T24T）【典例专练】一、重力场中的静态平衡问题1如图所示，两个完全相同的木模质量均为m，通过三根轻质竖直细线对称连接，放在水平面上呈“互”字型静置，上方木模呈现悬浮效果，这是利用了建筑学中的“张拉整体”的结构原理。细线a、b、c上的张力大小分别用Fa、Fb、Fc表示，水平面所受的压力大小为FN，重力加速度大小为g。下列关系式正确的是（）AFamg，FN=2mgBFamg，FN2mgCFb=Fc，
2、Fa=Fb+0.5mgDFa=Fb+Fc+mg【答案】AD【详解】整体受力分析，由平衡条件可得由对称性可知对上方木模受力分析有则所以AD正确；BC错误；故选AD。2一学校物理项目学习小组研究悬索桥的受力特点，实际的悬索桥在工程上是复杂的，他们进行了合理简化，悬索桥的简化模型如下吊桥六对钢杆悬吊六对钢杆在桥面上分列两排，其上端挂在两根钢缆上，如图为其一侧面图，已知图中相邻两钢杆间距离为9m，靠桥面中心的钢杆长度为2m（即AA=DD=2m），BB=EE，CC=PP，又已知两端钢缆CM、PN与水平方向成45角，若钢杆钢缆自重不计，每根钢杆承受拉力相同，桥面总质量m，每对钢杆拉力均为T。以下说法正确的
3、是（）A每对钢杆拉力T=B每对钢缆AD中拉力C每对钢缆CM中拉力DBB=5m【答案】AD【详解】A桥面总质量m，每对钢杆拉力均为T，由平衡条件可得解得所以A正确；C对整体受力分析如图，由平衡条件可得解得所以C错误；B对左边的悬索受力分析如图所示，由平衡条件可得所以B错误；D对A点受力分析如图所示，由平衡条件可得由几何关系可得所以D正确；故选AD。3如图所示，倾角为30的斜面体固定在水平面上，一横截面半径为的半圆柱体丙放在水平面上，可视为质点、质量为的光滑小球乙用轻绳拴接置于半圆柱上；质量为的物块甲用轻绳拴接放在斜面体上，拴接小球乙与拴接物块甲的轻绳与一端固定在天花板的竖直轻绳系于点，且点位于半
4、圆柱截面圆心的正上方。已知点到水平面的高度为，拴接小球乙的轻绳长度为，整个装置处于静止状态，重力加速度为。则下列说法正确的是（）A拴接小球乙的轻绳拉力大小为B小球乙对半圆柱体的压力大小为C物块甲所受的摩擦力方向沿斜面向下D半圆柱体所受的摩擦力大小为【答案】AD【详解】AB对小球乙受力分析，如图1所示由相似三角形知识得解得，故A正确，B错误；C设拴接小球乙的轻绳与竖直方向的夹角为，由几何关系可知解得又以结点为研究对象，对其受力分析如图2所示拉力和的合力与等大反向，由平衡关系得解得物块甲的重力沿斜面向下的分力大小为则物块甲所受的摩擦力沿斜面向上，故C错误；D以小球乙和半圆柱体丙整体为研究对象，由力
5、的平衡条件可知，半圆柱体丙所受的摩擦力方向水平向左，大小等拉力沿水平向右方向的分力，即故D正确。故选AD。4如图所示，质量均为m的n（n3）个相同匀质光滑圆柱体依次搁置在倾角为30的光滑斜面上，斜面底端有一竖直光滑挡板挡住使圆柱体均处于静止状态。则下列说法中正确的是（）A挡板对圆柱体1的弹力大小为B圆柱体1对斜面的压力大小为C圆柱体2对圆柱体1的压力大小为D若将挡板绕下端点缓慢顺时针转动30，则转动过程中斜面对每个圆柱体的支持力均减小【答案】BC【详解】A对n（n3）个相同匀质圆柱体整体受力分析，由平衡条件有A错误；B对圆柱体1受力分析，在垂直斜面的方向上，由平衡条件有B正确；C对除了圆柱体1
6、外的圆柱体整体受力分析，由平衡条件可得，圆柱体1对圆柱体2的支持力大小为故圆柱体2对圆柱体1的压力大小为，C正确；D若将挡板绕下端点缓慢顺时针转动30，则转动过程中斜面对对除了圆柱体1外的圆柱体的支持力总是不变的，D错误。故选BC。5如图所示，在水平地面上放置一个边长为、质量为的正方体，在竖直墙壁和正方体之间放置半径为、质量为的光滑球体，球心与正方体的接触点的连线与竖直方向的夹角为，已知重力加速度为，正方体与水平地面的动摩擦因数为，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，球和正方体始终处于静止状态，且球没有掉落地面。下列说法正确的是（）A正方体对球的支持力的大小为B若，正方体静止，正方体受到的摩擦力大小
7、为C若球的质量，则的最大值为D无论正方体的右侧面到墙壁的距离多大，只要球的质量足够大就一定会使正方体滑动【答案】BC【详解】A对球受力情况如图所示根据平衡条件知；解得；，A错误；B若，球和正方体始终处于静止状态，对整体受力分析水平方向受墙的弹力和水平地面的摩擦力，根据平衡，B正确；C若球的质量，对于整体，正方体受到的滑动摩擦力则当达到临界状态，解得，C正确；D为了不让正方体滑动，则应满足即解得当 时，根据数学知识可得则正方体到墙距离是即满足条件时，则无论球的质量是多少，球和正方体都始终处于静止状态，且球没有掉落地面，D错误。故选BC。6一斜劈静止于粗糙的水平地面上，在其斜面上放一滑块，若给一向
8、下的初速度，则正好保持匀速下滑，斜劈依然不动。如图所示，正确的是（）A在滑块上加一竖直向下的力，则滑块将保持匀速运动，斜劈对地无摩擦力的作用B在滑块上加一个沿斜面向下的力，则将做加速运动，斜劈对地有水平向左的静摩擦力作用C在滑块上加一个水平向右的力，则滑块将做减速运动，停止前对地有向右的静摩擦力作用D无论在滑块上加什么方向的力，在滑块停止前斜劈对地都无静摩擦力的作用【答案】AD【详解】m原来保持匀速下滑，M静止，以滑块和斜面组成的整体为研究对象，分析受力情况，根据平衡条件得知地面对斜面没有摩擦力，如有摩擦力，整体的合力不为零，将破坏平衡状态与题矛盾。对m，有即得，是斜面的倾角。A当施加竖直向下
9、的力时，对整体受力分析，水平方向不受摩擦力，否则不能平衡，故对地面也没有摩擦力；再对m受力分析可知所以m依然做匀速运动，故A正确。B在m上加一沿斜面向下的力，如图，物块所受的合力将沿斜面向下，故做加速运动，但m与斜面间的弹力大小不变，故滑动摩擦力大小不变，即物块所受支持力与摩擦力的合力仍然竖直向上，则斜面所受摩擦力与物块的压力的合力竖直向下，则斜面水平方向仍无运动趋势，故仍对地无摩擦力作用，故B错误；C在m上加一水平向右的力，沿斜面方向：故物体做减速运动；对物块，所受支持力增加了，则摩擦力增加，即支持力与摩擦力均成比例的增加，其合力方向还是竖直向上，如图：则斜面所受的摩擦力与压力的合力放还是竖
10、直向下，水平放向仍无运动趋势，则不受地面的摩擦力，故C错误；D无论在m上加上什么方向的力，m对斜面的压力与m对斜面的摩擦力都是以的比例增加，则其合力的方向始终竖直向下，斜面便没有运动趋势，始终对地面无摩擦力作用，故D正确。故选AD。7如图所示，在倾角为37的粗糙斜面上静止放置质量分别为m和4m的A、B两物体，斜面与两物体间的摩擦因数均为0.8，用一条不可伸长的细绳通过轻滑轮将两物体相连，现对滑轮施加竖直向上由零缓慢增大的拉力，直到物块A或B将要发生滑动，但刚好没有滑动。已知绳与竖直方向的夹角均为37，用fA、fB分别表示斜面对两物体的摩擦力，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，在此过程中，关于摩擦力大
11、小的变化情况描述正确的是（sin37=0.6，cos37=0.8）（）AfA先减小后增大BfA一直减小CfB一直不变D地面对斜面可能有摩擦力【答案】BC【详解】ABC对B受力分析，将要滑动时最大静摩擦力等于重力的分力解得对A受力分析，当拉力逐渐增大时，摩擦力逐渐减小直到为0，此时绳的拉力解得所以B先滑动。故当绳的拉力从0到0.2mg过程中，B的静摩擦力不变，一直为 ，A的摩擦力向上的一直减小， A错误BC正确；D由整体法可以得出，水平方向上不受力，地面对斜面始终没有摩擦力，D错误。故选BC。8如图所示，四个人做杂技表演，B站在A的肩上，双手拉若C和D，A撑开双手水平支持着C和D。若四个人的质量
12、均为m，他们的臂长相等，重力加速度为g，不计A手掌与身体间的摩擦，下列结论正确的是（）AA受到地面的支持力为BB受到A的支持力为CC受到B的拉力约为DC受到A的推力约为【答案】AC【详解】A对整体受力分析，由平衡条件可知，A受到地面的支持力为，所以A正确；B把B、C、D三人看成一个整体，在竖直方向，由平衡条件可知，B受到A的支持力为，所以B错误；CD他们的臂长相等，由几何关系可知B、C双手边线与A手掌夹角为，对C受力分析，由平衡条件可得C受到B的拉力约为解得，C受到A的推力为解得所以C正确；D错误；故选AC。2、 电场中的静态平衡问题9如图所示，a、b、c、d四个质量均为m的带电小球恰好构成“
13、三星拱月”之形，其中a、b、c三个完全相同的带电小球位于同一光滑绝缘水平面内，且绕同一点O做半径为R的匀速圆周运动，三小球所在位置恰好将圆周等分。小球d位于O点正上方h处，且在外力F作用下处于静止状态。已知a、b、c三小球的电荷量均为q，d球的电荷量为6q，h=R，重力加速度为g，静电力常量为k，则（）A小球d一定带正电B小球b的周期为C小球c的加速度大小为D外力F竖直向上，大小等于【答案】BD【详解】A、三小球所带电荷量相同，要使三个做匀速圆周运动，球与、三小球一定是异种电荷，由于球的电性未知，所以球不一定带正电，故A错误；BC设 连线与水平方向的夹角为，则有；对球，根据牛顿第二定律可得解得
14、则小球的加速度大小为，故B正确，C错误；D对球，由平衡条件得故D正确。故选BD。10如图所示，三根绝缘轻绳悬挂着质量分别为m1、m2、m3的A、B、C三个带电小球（均可视为质点），三小球静止在同一水平面内，悬挂点O在ABC重心O的正上方，且BAC=ACB=45，OB与竖直方向的夹角为37。已知m2=0.2kg，小球A、B之间的距离为L，若小球A、B、C的电荷量分别为q1、q2、q3，且q2=610-5 C，k=9.0109 Nm2/C2，重力加速度g=10m/s2，则下列说法正确的是（）A小球A、C的质量不同B轻绳OB的拉力为2.5NCD小球A、C在小球B处产生的合场强大小为2.5104 N/
15、C【答案】BD【详解】A已知为等腰三角形，为重心，则，因此，则轻绳OA、OC与水平面的夹角相等，根据牛顿第三定律知，对B受力分析如图1所示A、C两球对B球的合力沿方向，即角平分线的反方向，则，综上所述，可得，故A错误；B对B受力分析如图2所示平移到同一个力的矢量三角形中，有；故B正确；CA、C两球对B球的库仑力的合力；由库仑定律有解得故C错误；D由电场强度的定义式解得故D正确。故选BD。11如图所示，在倾角为的光滑绝缘斜面上固定一个挡板，在挡板上连接一根劲度系数为k0的绝缘轻质弹簧，弹簧另一端与 A球连接。A、B、C三小球的质量均为m，qA=q00，qB=q0，当系统处于静止状态时，三小球等间
16、距排列。已知静电力常量为k，重力加速度为g。则（）AB弹簧伸长量为CA球受到的库仑力大小为D相邻两小球间距为【答案】AD【详解】设小球C带负电。相邻小球间距为L，则小球C受力分析如图甲所示，根据库仑定律，显然小球C无法处于静止，因此小球C应该带正电。因此C平衡时则对B球做受力分析如乙图所示，根据受力平衡关系两式联立将C的电量代入式，则，A所受总的库仑力为其中可知或者代入式则A所受库仑力方向沿斜面向下，对A做受力分析可知F弹=将上述结果代入式则F弹=3mgsin因此弹簧伸长量为故选AD。12如图，天花板上固定一个光滑小环，一绝缘细绳穿过光滑小环，两端分别与带电小球、连接，、的质量分别为和，带电荷
17、量分别为、系统静止时，小球、和光滑小环的距离分别为，细绳段与竖直方向的夹角为，细绳段与竖直方向的夹角为，两带电小球均可视为点电荷，则以下关系式正确的是（）ABCD【答案】AB【详解】B对两小球受力分析，和均受重力、拉力，库仑力，小球、均处于平衡状态，作力的矢量三角形，如图所示因为两小球通过穿过小环的绝缘细绳连接，则细绳上拉力大小处处相等，、间的库仑力是作用力和反作用力，大小相等，方向相反，根据相似三角形知识可知；可得，B正确；AD由以上可得：，则，A正确，D错误；C系统处于平衡状态，对的库仑力和对的库仑力是一对作用力与反作用力，两小球的带电荷量关系无法确定，C错误；故选AB。13A，B两带电小
18、球，电量分别为、，质量分别为、，如图所示，用两根不可伸长的绝缘细线悬挂于O点，静止A、B两球处于同一水平线上，其中O点到A球的间距，C是AB连线上一点且在O点的正下方，带电小球均可视为点电荷，静电力常量为k，则下列说法正确的是（）AA、B间的库仑力为BA、B两球的质量之比为C挂A、B两球的绳子的拉力之比为D若仅互换A、B两球的带电量，则A、B两球位置仍处于同一水平线上【答案】AD【详解】AO点到A球的间距OA=2L， ， ，因此AB=4L，依据库仑定律，那么A、B间的库仑力为，A正确；B各自对A、B受力分析，如图所示依据矢量的合成法则，结合三角知识，则有；根据库仑定律，则库仑力大小相等，即因此
19、A、B两球的质量之比为3：1，B错误；C根据；根据库仑定律，则库仑力大小相等，即A、B两球的绳子的拉力之比为 ，C错误；D根据库仑定律可知，库仑力与各自电量的乘积成正比，与各自电量无关，即使仅互换A、B两球的带电量，则A、B两球位置将处于同一水平线上，D正确。故选AD。14如图所示，一匀强电场E大小未知、方向水平向右。两根长度均为L的绝缘轻绳分别将小球M和N悬挂在电场中，悬点均为O。两小球质量均为m、带等量异号电荷，电荷量大小均为q（q0）。平衡时两轻绳与竖直方向的夹角均为=45。若仅将两小球的电荷量同时变为原来的2倍，两小球仍在原位置平衡。已知静电力常量为k，重力加速度大小为g，下列说法正确
20、的是（）AM带正电荷BN带正电荷CD【答案】BC【详解】AB由题图可知，对小球M受力分析如图（a）所示，对小球N受力分析如图（b）所示，由受力分析图可知小球M带负电，小球N带正电，故B正确，A错误；CD由几何关系可知，两小球之间的距离为当两小球的电荷量为q时，由力的平衡条件得两小球的电荷量同时变为原来的2倍后，由力的平衡条件得整理解得故C正确，D错误。故选BC。15如图，绝缘光滑圆环竖直放置，a、b、c为三个套在圆环上可自由滑动的空心带电小球，已知小球c位于圆环最高点，ac连线与竖直方向成60角，bc连线与竖直方向成30角，三个小球均处于静止状态。下列说法正确的是（）Aa、b小球带同种电荷，与
21、c球电荷电性相反Ba、b小球电量之比为Ca、b小球质量相等Da小球质量小于b小球质量【答案】ABC【详解】A对c受力分析可知，c受到竖直向下的重力、圆环对c的竖直向上的支持力以及a与b对c的库仑力，其中重力与支持力的方向在竖直方向上，水平方向有a对c的库仑力的分力与b对c的库仑力的分力，由共点力平衡的条件可知，a与b对c的作用力都是吸引力或都是排斥力时c才能平衡，所以a与b的电性必定是相同的；a与b带同种电荷，它们之间的库仑力是斥力，对a受力分析可知，a受到竖直向下的重力，和圆环沿半径向外的支持力以及b、c对a的库仑力，重力的方向在竖直方向上，水平方向有支持力的向左的分力，b对a的库仑力向左的
22、分力、c对a的库仑力的分力，若a要平衡，则c对a的库仑力沿水平方向的分力必须向右，所以c对a的作用力必须是吸引力，所以c与a的电性一定相反。所以a、b小球带同种电荷，与c球所带的电性相反。所以选项A正确；B设圆环的半径为R，a、b、c三个小球的带电量分别为、，由几何关系可得，a与b对c的作用力都是吸引力，它们对c的作用力在水平方向的分力大小相等，则所以所以选项B正确；CD把a、b两小球看作一个整体，a、b两小球在圆环上滑动时可看作a、b连线为一个杠杆，c球所在位置为支点，两球绕c旋转，所以a、b整体处于杠杆平衡，受力分析发现，只有a、b自身的重力是让a、b杠杆旋转的力，画出两力的力臂并由几何知
23、识可得所以杠杆平衡方程为所以有即C项正确，D项错误。故选ABC。16如图所示，用两根长度均为l的绝缘轻绳将正电的小球悬挂在水平的天花板下，小球的质量为m，轻绳与天花板的夹角均为=30，小球正下方距离也为l的A处有一绝缘支架上同样有一个带电小球，此时轻绳的张力均为0，现在将支架水平向右移动到B处，B处位置为与竖直方向的夹角为处，小球处于静止状态，则（）AA处的带电小球带负电BA处与B处库仑力大小之比为4：3C支架处于B处，左边绳子张力为mg-mgD支架处于B处，右边绳子张力为mg+mg【答案】BC【详解】A当绝缘支架上的带电小球在A位置时，轻绳的张力均为0，说明上方小球受力平衡，受力分析可知其只
24、受重力和库仑力，因此A处的带电小球带正电，故A错误；B根据库仑定律可得因此在A处与B处库仑力大小之比等于带电小球距离平方的倒数比，即因为，所以故B错误；CD支架处于B处，两球间的库仑力为设左、右绳的张力分别为F1和F2，则由正交分解可得；解得故C正确，D错误；故选BC。三、磁场中的静态平衡问题17如图所示，边长为l的等边三角形导线框用绝缘细线悬挂于天花板，导线框中通以恒定的逆时针方向的电流。图中虚线过边中点和边中点，在虚线的下方为垂直于导线框向里的有界矩形匀强磁场，其磁感应强度大小为B。此时导线框处于静止状态，细线中的拉力为；现将虚线下方的磁场移至虚线上方且磁感应强度的大小改为原来的两倍，保持
25、其他条件不变，导线框仍处于静止状态，此时细线中拉力为。则导线框中的电流大小为（）ABCD【答案】C【详解】当磁场在虚线下方时，通电导线的等效长度为，受到的安培力方向竖直向上，设三角形导线框质量为m，则有：当磁场在虚线上方时，通电导线的等效长度为，受到的安培力方向竖直向下，磁感应强度增大到原来的两倍，故此时有：联立可得故C正确，ABD错误；故选C。18如图所示，三根长为L，电流大小均为I的直线电流在空间构成等边三角形，其中A、B电流的方向均垂直纸面向外，C电流的方向垂直纸面向里。A、B电流在C处产生的磁感应强度的大小均为B0，导线C位于水平面处于静止状态，则导线C受到的静摩擦力为（）A0B，方向
26、水平向右C，方向水平向左D，方向水平向右【答案】C【详解】如图所示B电流在C处产生的磁感应强度的大小都为，根据右手螺旋定则和力的平行四边形定则，由几何关系得由左手定则可知，导线C所受的安培力方向水平向右，大小为由于导线C位于水平面处于静止状态，所以导线C受到的摩擦力大小为，方向水平向左。故选C。19如图所示，倾角为的粗糙绝缘斜面处于垂直斜面向下的匀强磁场中，在斜面上有一根有效长度为、质量为、水平放置的导体棒，当导体棒中分别通入方向相同的电流、时，导体棒均能沿斜面匀速运动。已知，重力加速度为，则下列说法正确的是（）A通入电流时导体棒沿斜面向上运动B匀强磁场的磁感强度为C导体棒与斜面间的动摩擦因数
27、为D若电流，通入电流时也能使导体棒沿斜面做匀速直线运动【答案】BC【详解】A由题意可知通电流I1和I2时，导体棒均能沿斜面匀速运动且I1I2，故通I1时导体棒沿斜面向下运动，通I2时导体棒沿斜面向上运动，故A错误；BC两种情况下，导体棒匀速运动，处于平衡状态，由平衡条件得，沿斜面向下运动有沿斜面向上运动有联立解得，故BC正确；D因I1和I2可分别使导体棒沿斜面向下或向上做匀速运动直线，而根据磁场方向又知安培力在沿斜面方向，摩擦力大小不变，重力沿斜面分力不变，故不存在其它电流让导体棒做匀速直线运动，故D错误。故选BC。20如图甲所示为电流天平，此装置可以测定螺线管中的磁感应强度。它的横臂（图乙）
28、能绕转轴自由转动，轴的两侧臂长度相等。在轴的右侧，沿着横臂的边缘固定着一条U形绝缘导线，天平最右端导线的长度为l。先调整天平处于平衡，把U形导线端放入待测的磁场中（如图丙所示），给U形导线和螺线管分别通以大小为I和。的电流。段导线由于受到安培力作用而使天平右臂向下倾斜，在天平的另一端可以加适当的砝码，使天平恢复平衡。设当地重力加速度。则下列说法正确的是（）A若在电流天平的左端增加的砝码质量为m，则长螺线管内部的磁感应强度B为B若螺线管内部的磁感应强度，则在螺线管内部与螺线管轴线平行的一条通电导线所受安培力为0C若螺线管内部的磁感应强度，段导线的长度为，U形导线通电电流，为使天平保持平衡，应在左
29、端悬挂的砝码D假如使通过段导线的电流反向，仍可以通过悬挂砝码的方式测量磁感应强度【答案】AB【详解】A当电流天平两端平衡时，由于力臂相等，两端的受力相等，则有故A正确；B螺线管内部的磁场方向平行于螺线管，对同样平行的导线没有力的作用，故B正确；C根据解得加故C错误；D当段导线电流反向时，根据左手定则，安培力变为向上，则不能通过悬挂砝码的方式测量磁感应强度，故D错误。故选AB。21某电子天平原理如图所示，E形磁铁的两侧为N极，中心为S极两极的磁感应强度大小均为B，磁极宽度均为L，忽略边缘效应。一正方形线圈套于中心磁极，其骨架与秤盘连为一体，且骨架与称盘的总质量为m0，线圈两端C、D与外电路连接。
30、当质量为m的重物放在秤盘上时，弹簧从长度L0被压至L1，秤盘和线圈一起向下运动（骨架与磁极不接触）。随后外电路对线圈供电，弹簧恢复至L0并静止，由此时对应的供电电流I可确定重物的质量，已知线圈匝数为n，线圈总电阻为R，重力加速度为g，则（）A线圈向下运动过程中，线圈中感应电流从C端流出B外电路对线圈供电电流为I时，弹簧长度从L1恢复至L0的过程中，C端电势高于D端电势C外电路对线圈供电电流为I，且弹簧长度恢复至L0并静止时，重物的质量D若线圈电阻为R，且线圈上的热功率不能超过P，线圈上安培力的最大值为【答案】AC【详解】AE形磁铁的两侧为N极，中心为S极，根据右手定则可知感应电流的方向是逆时针
31、方向（从上向下看），电流由流出，端流入。故A正确；B外电路对线圈供电电流，是为了把重物推上去，即安培力向上，由左手定则得电流由D端进入，故C端电势低于D端电势。故B错误；C两极间的磁感应强度大小均为，磁极宽度均为，线圈匝数为，左右两侧受力相等，得即故C正确；D线圈上的热功率为解得最大安培力为故D错误。故选AC。22已知在电流为I的长直导线产生的磁场中，距导线r处的磁感应强度为，其中k为常量。现有四根平行的通电长直导线，其横截面恰好在一个边长为L的正方形的四个顶点上，电流方向如图。其中a、c导线中的电流大小为I1，b、d导线中的电流大小为I2，已知此时b导线所受的安培力恰好为零。撤去b导线，在O
32、处固定一长度为L、电流为I的通电导体棒e，电流方向垂直纸面向外，则下列说法正确的是（）Ab导线撇去前，电流的大小关系为Bb导线撤去前，四根导线所受的安培力均为零Cb导线撤去后，导体棒e所受安培力方向为沿y轴负方向Db导线撤去后，导体棒e所受安培力大小为kII2【答案】ACD【详解】Ab导线撤去前，b导线所受的安培力为零，则b导线所在处的磁感应强度为零，即解得故A正确；Bb导线撤去前，根据对称性知d导线所受的安培力也为零，由知，a、c导线所受的安培力不为零，故B错误；CDb导线撤去后，0处的磁感应强度大小为方向沿x轴负方向，则由左手定则知导体棒e所受安培力方向沿y轴负方向，大小为故C、D正确。故
33、选ACD。23如题图所示，水平平行导轨固定在竖直向上的匀强磁场中，左侧与恒压电源相连。一直导体棒ab静止于粗糙的水平导轨上，并与导轨垂直，导体棒所受安培力和摩擦力大小分别为F1、f1。现保持其他条件不变，仅改变磁场方向，如题图所示，当磁场与水平面夹角为斜向上且与导体棒ab垂直时，导体棒所受安培力和摩擦力大小分别为F2、f2，则（）ABCD【答案】BD【详解】AB取磁感应强度为B、导轨宽度为L、导体棒的电流为I，图1、图2磁场方向均与导体棒垂直，由知两种情况安培力大小相等，故B正确，A错误；CD对图1导体棒受力分析有对图2导体棒受力分析如图有所以故D正确，C错误。故选BD。24如图所示，光滑金属
34、导轨ab和cd构成的平面与水平面成角，导轨间距=2L，导轨电阻不计两金属棒MN、PQ垂直导轨放置，与导轨接触良好两棒质量，电阻，整个装置处在垂直导轨向上的磁感应强度为B的匀强磁场中，金属棒MN在平行于导轨向上的拉力，作用下沿导轨以速度向上匀速运动，PQ棒恰好以速度向下匀速运动则AMN中电流方向是由N到MB匀速运动的速度的大小是C在MN、PQ都匀速运动的过程中，D在MN、PQ都匀速运动的过程中【答案】BD【详解】试题分析：根据右手定则可以知道，MN中电流方向是由M到N，故选项A错误；根据题意可以知道电流：，由于PQ匀速运动，则，则整理可以得到：，故选项B正确；对MN根据平衡条件：，联立可以得到：，故选项D正确学科网（北京）股份有限公司