选择题4.0分
物理

5.如图所示,金属棒MN两端由等长的轻质绝缘细线水平悬挂,处于垂直纸面水平向里的匀强磁场中,棒中通有由M到N的恒定电流,细线中拉力不为零,两细线竖直. 保持匀强磁场磁感应强度大小不变,方向缓慢地转过90°变为竖直向下,在这个过程中(     )

A

细线向纸面内偏转,其中的拉力一直增大

B

细线向纸面外偏转,其中的拉力一直增大

C

细线向纸面内偏转,其中的拉力先增大后减小

D

细线向纸面外偏转,其中的拉力先增大后减小

正确答案及相关解析

正确答案

A

解析

初始状态时,金属棒受重力、拉力和安培力平衡.当磁场方向由垂直纸面向里缓慢地转过90°变为竖直向下,知安培力的大小FA=BIL不变,方向由竖直向上变为垂直纸面向里.

根据共点力平衡知,细线向纸面内偏转.因为金属棒受重力、拉力和安培力平衡,重力和安培力的合力与拉力大小等值反向,重力和安培力的大小不变,两力之间的夹角由180°变为90°,知两个力的合力一直增大,所以拉力一直增大,故A正确,BCD错误.

考查方向

法拉第电磁感应定律; 通电直导线在磁场中受到的力——安培力

解题思路

根据左手定则判断出安培力的方向,根据安培力方向的变化,结合共点力平衡判断拉力方向和大小的变化.

易错点

关键能够正确的对金属棒受力分析,运用共点力平衡进行分析,注意由于磁场的方向始终与金属棒垂直,安培力的大小始终不变.

知识点

通电直导线在磁场中受到的力 左手定则

教师点评

本题考查了法拉第电磁感应定律; 通电直导线在磁场中受到的力——安培力,在近几年的各省高考题出现的频率较高,常与共点力的平衡条件等知识点交汇命题.