高中物理磁场对电流的作用练习题汇总
高中物理磁场对电流的影响习题集
磁场对电流的作用双基训练★1.如图所示的四个图中，分别标明了通电导线在磁场中的电流方向、磁场方向以及通电导线所受磁场力的方向，其中正确的是( ).【1】答案:C★2.如图所示，通电导线MN在纸面内从a位置绕其一端M转至b位置时，通电导线所受安培力的大小变化情况是( ).【l】(A)变小(B)不变(C)变大(D)不能确定答案:B★3.将长度为20cm、通有O.1A电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场的方向如图所示.已知磁感应强度为1T，试求下列各图中导线所受安培力的大小并在图中标明方向.【4】(1)F A=________N.(2)F B=________N.(3)F C=________N.(4)F D=________N.答案:(1)0(2)0.02 (3)0.01 (4)0.02，方向略★★4.赤道上某处有一竖直的避雷针，当带有正电的乌云经过避雷针的上方时，避雷针开始放电，则地磁场对避雷针的作用力的方向为( ).【1】(A)正东(B)正南(C)正西(D)正北答案:A★★5.如图所示，放在马蹄形磁铁两极之间的导体棒ab，当通有自b到a的电流时受到向右的安培力作用，则磁铁的上端是________极.如磁铁上端是S极，导体棒中的电流方向自a到b，则导体棒受到的安培力方向向________.【1.5】答案:N，右纵向应用★★6.如图所示，两根互相绝缘、垂直放置的直导线ab和cd，分别通有方向如图的电流，若通电导线ab固定小动，导线cd能自由运动，则它的运动情况是( ).【2】(A)顺时针转动，同时靠近导线ab(B)顺时针转动，同时远离导线ab(C)逆时针转动，同时靠近导线ab(D)逆时针转动，同时远离导线ab答案:C★★7.如图所示，在条形磁铁S极附近悬挂一个线圈，线圈与水平磁铁位于同一平面内，当线圈中电流沿图示方向流动时，将会出现( ).【2】(A)线圈向磁铁平移(B)线圈远离磁铁平移(C)从上往下看，线圈顺时针转动，同时靠近磁铁(D)从上往下看，线圈逆时针转动，同时靠近磁铁答案:D★★★8.一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置，且两个圆线圈的圆心重合，当两线圈都通有如图所示方向的电流时，则从左向右看，线圈L1将( ).【2.5】(A)不动(B)顺时针转动(C)逆时针转动(D)向纸外平动答案:D★★★9.如图所示，一位于xy平面内的矩形通电线圈只能绕Ox轴转动，线圈的四个边分别与x、y轴平行，线圈中电流方向如图所示.欲使线圈转动起来空间应加上的磁场是( ).(1991年全国高考试题)【3】(A)方向沿x轴的恒定磁场(B)方向沿y轴的恒定磁场(C)方向沿z轴的恒定磁场(D)方向沿z轴的变化磁场答案:B★★★10.如图所示，一根有质量的金属棒MN，两端用细软导线连接后悬挂于a、b两点.棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N，此时悬线上有拉力.为了使拉力等于零，可( ).(1991年上海高考试题)【3】(A)适当减小磁感应强度(B)使磁场反向(C)适当增大电流强度(D)使电流反向答案:C★★11.如图所示，一金属直杆MN两端接有导线，悬挂于线圈上方，MN与线圈轴线均处于同一竖直平面内，为使MN垂直纸面向外运动，可以( ).(1997年上海高考试题)【4】(A)将a、c端接在电源正极，b、d端接在电源负檄(B)将b、d端接在电源正极，a、c端接在电源负极(C)将a、d端接在电源正极，b、c端接在电源负极(D)将a、c端接在交流电源的一端,b、d接在交流电源的另一端答案:ABD★★★12.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________.(1996年全国高考试题)p.98【3】答案:BIl 1l 2★★★13.在同一平面上有a 、b 、c 三根等间距平行放置的长直导线，依次载有电流强度为1A 、2A 、3A 的电流，各电流的方向如图所示，则导线a 所受的合力方向向________，导线b 所受的合力方向向________.(1998年上海高考试题)【3】答案:左，右★★★14.在倾角为θ的光滑斜面上，放置一通有电流I 、长L 、质量为m 的导体棒，如图所示，试求:(1)使棒静止在斜面上，外加匀强磁场的磁感应强度B 的最小值和方向.(2)使棒静止在斜面上且对斜面无压力，外加匀强磁场磁感应强度B 的最小值和方向.【6】 答案:(1)IL mgsin ，垂直斜面向下 (2)ILmg ，水平向左 横向拓展★★★15.质量为m 的通电细杆ab 置于倾角为θ的导轨上，导轨的宽度为d ，杆ab 与导轨间的摩擦因数为μ.有电流时，ab 恰好在导轨上静止，如图所示.图(b )中的四个侧视图中，标出了四种可能的匀强磁场方向，其中杆ab 与导轨之间的摩擦力可能为零的图是( ).【4】答案:AB★★★16.电流表中通以相同的电流时，指针偏转的角度越大，表示电流表的灵敏度越高.下列关于电流表灵敏度的说法中正确的是( ).【3】(A )增加电流计中的线圈匝数，可以提高电流表的灵敏度(B )增强电流计中永久磁铁的磁性，可以提高电流表的灵敏度(C )电流计中通的电流越大，电流表的灵敏度越高(D )电流计中通的电流越小，电流表的灵敏度越高答案:AB★★★17.一矩形通电线框abcd 可绕其中心轴OO ’转动，它处在与OO ’垂直的匀强磁场中，如图所示.在磁场作用下线框开始转动，最后静止存平衡位置，则平衡后( ).【4】(A )线框四边都不受磁场的作用力(B )线框四边受到指向线框外部的磁场力，但合力为零(C )线框四边受到指向线框内部的磁场力，但合力为零(D )线框的一对边受到指向线榧外部的磁场作用力，另一对边受到指向线框内部的磁场作用力，但合力为零答案:B★★★18.如图所示的天平可用来测定磁感应强度.天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽为l ，共N 匝.线罔的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸而.当线圈中通有电流I (方向如图)时，在天平左、右两边加上质量各为m 1、m 2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( ).(1993年全国高考试题)【5】(A)磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为(m1-m2)g/NIl(B)磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为mg/2NIl(C)磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为(m1-m2)g/NIl(D)磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为mg/2NIl答案:B★★★19.如图所示是光点电流计的示意图.在电流计的转轴上同定一块小平面镜M，当无电流通过线圈N时，从光源S发出的一束细光束，通过小孔O垂直射到镜面上，反射后恰好射在刻度盘中点O处，刻度盘是在以镜面中心为圆心的水平圆弧上.已知线圈转过的角度与通过线圈的电流成正比，即θ=kI，k=1°(μA)-1.如果有某一电流通过线圈时，光点从O移到P点，OP对应的角度为30°，则通过电流计的电流为________μA.【4】答案:15★★★20.电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图1333所示.1982年澳大利亚国立大学制成了能把m=2.2g的弹体(包括金属杆CD的质量)加速到v=10km／s的电磁炮.若轨道宽l=2m，长s=100m，通过的电流为I=10A，则轨道间所加的匀强磁场的磁感应强度B=________T，磁场力的最大功率P=________W(轨道摩擦不计).【5】答案:55，1.1×107★★★21.如图所示，两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同、方向相反的电流，a受到的磁场力大小为F1，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到的磁场力大小变为F2，则此时b受到的磁场力大小变为( ).(2000年上海高考试题)【4】(A)F2(B)F1-F2(C)F1＋F2(D)2F1-F2答案:A★★★★22.一条形磁铁静止在斜面上，固定在磁铁中心的竖直上方的水平导线中通有垂直纸面向里的恒定电流，如图所示.若将磁铁的N极位置与S极位置对调后，仍放在斜面上原来的位置，则磁铁对斜面的压力F和摩擦力f的变化情况分别是( ).【6】(A)F增大，f减小(B)F减小，f增大(C)F与f都增大(D)F与f都减小答案:C★★★★23.矩形导线框接在电压恒定的电路中，且与磁感线平行地放在匀强磁场中，此时它受到的磁力矩为M，要使线框受到的磁力矩变为M/2，可以采取的措施是( ).【6】(A)将匝数减少一半(B)将线框的长宽都减少一半(C)将线框转过30°角(D)将线框转过60°角答案:BD★★★★24.如图所示，在光滑水平桌面上，有两根弯成直角的相同金属棒，它们一端均可绕固定转动轴O自由转动，另一端b互相接触，组成一个正方形线框，正方形每边长度均为l，匀强磁场的方向垂直桌面向下.当线框中通以图示方向的电流I时，两金属棒在b点相互作用力为f，则此时磁感应强度的大小为________(不计电流产生的磁场).(1996年上海高考试题)p .94【5】答案:Ilf 2 ★★★★25.如图所示，柔软的导线长0.628m ，弯曲地放在光滑水平面上，两端点固定在相距很近的a 、b 两点，匀强磁场的方向竖直向下，磁感应强度B =2T ，当导线中通以图示方向的电流I =5A 时，导线中的张力为________N .【5】答案:1★★★★26.通电长导线中电流I 0的方向如图所示.边长为2L 的正方形载流线圈abcd 中的电流强度为I ，方向由a →b →c →d .线圈的ab 、cd 边以及过ad 、bc 边中点的轴线OO ’都与长导线平行.当线圈处于图示位置时，ab 边与直导线间的距离aa 1等于2L ，且aa 1与ad 垂直.已知长导线中电流产生的磁场在ab 处的磁感应强度为B 1，在cd 处的磁感应强度为上B 2，则载流线圈处于此位置时受到的磁力矩的大小为________.【6】答案:()212B 22B IL +★★★★27.如图所示，质量为60g 的铜棒长为a =20cm ，棒的两端与长为L =30cm 的细软铜线相连，吊在磁感应强度B =0.5T 、方向竖直向上的匀强磁场中.当棒中通过恒定电流I 后，铜棒向上摆动，最大偏角θ=60°，g 取10m ／s 2，求:(1)铜棒中电流I 的大小.(2)铜棒在摆动过程中的最大速率(结果保留一位有效数字).【8】答案:(1)A 32 (2)1m /s★★★★28.如图所示，金属棒ab 的质量m =5g ，放置在宽L =1m 、光滑的金属导轨的边缘处，两会属导轨处于水平平面内，该处有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B =0.5T .电容器的电容C =200μF ，电源电动势F =16V ，导轨平面距地面高度h =0.8m ，g 取10m ／s 2.在电键S 与1接通并稳定后，再使它与2接通，则金属棒ab 被抛到s =0.064m 的地面上，试求此时电容器两端的电压.【lO 】答案:8V★★★★★29.如图所示，一个半径为R 的导电圆环与一个轴向对称的发散磁场处处正交，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.若导线环上载有一恒定电流I ，试求磁场作用在圆环上安培力的大小和方向.【10】答案:2πBIRsin θ，方向竖直向下★★★★★30.如图所示，磁流体动力泵的矩形槽左、右两侧壁是导电极板，前后两壁是绝缘板，槽宽L =5cm ，高h =10.5cm ，槽的下部与水银面接触，上部与一竖直非导电管相连，匀强磁场方向垂直于绝缘壁，B =O .1T .给两导电极板加一电压U =1V ，取水银电阻率ρ0=10-6Ω·m ，水银密度ρ=1.4×104kg／m3；求水银在泵中可上升的高度.【15】答案:150cm★★★★★31.如图所示，倾角为θ的斜面上放一木制圆柱，其质量m=0.2kg，长为l=0.1m，圆柱上顺着轴线OO’绕有N=10匝的线圈，线圈平面与斜面平行，斜面处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.5T.当通入多大的电流时，圆柱才不致往下滚动?【20】答案:1.96A磁场对运动电荷的作用双基训练★1.一带电粒子在匀强磁场中.沿着磁感应强度的方向运动，现将该磁场的磁感应强度增大1倍，则带电粒子受到的洛伦兹力( ).【0.5】(A)增大为原来的2倍(B)增大为原来的4倍(C)减小为原来的一半(D)保持原来的情况不变答案:D★2.如图所示，阴极射线管(A为其阴极)放在蹄形磁铁的N、S两极间，射管的A、B两极分别接在直流高压电源的________极和________极.此时，荧光屏上的电子束运动轨迹________偏转(选填“向上”、“向下”或“不”).【l】答案:负，正，向下★★3.两个粒子，带电量相等，在同一匀强磁场中只受到磁场力作用而作匀速圆周运动( ).(1995年全国高考试题)【l】(A)若速率相等，则半径必相等(B)若质量相等，则周期必相等(C)若动量大小相等，则半径必相等(D)若动能相等，则周期必相等答案:BC★★4.初速度为v0的电子，沿平行于通电长直导线的方向射出直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图所示，则( ).(2001年北京春季高考试题)【1.5】(A)电子将向右偏转，速率不变(B)电子将向左偏转，速率改变(C)电子将向左偏转，速率不变(D)电子将向右偏转，速率改变答案:A★★5.如图所示，一电子从a点以速度v垂直进入长为d、宽为h的矩形磁场区域，沿曲线ab运动，通过b点离开磁场.已知电子质量为m，电量为e，磁场的磁感应强度为B，ab的弧长为s，则该电子在磁场中运动的时间为( ).【3】(A)t=d/v(B )t =s /v(C )⎪⎭⎫ ⎝⎛+=22h d 2dh arcsin eB m t (D )⎪⎭⎫ ⎝⎛+=22h d 2dh arccos eB m t 答案:BC纵向应用★★6.如图所示，ab 是一弯管，其中心线是半径为R 的一段圆弧，将它置于一给定的匀强磁场中，磁场方向垂直于圆弧所在平面且指向纸外.有一束粒子对准a 端射入弯管，粒子有不同的质量、不同的速度.但都是一价正离子，则( ).【2】(A )只有速度大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管(B )只有质量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管(C )只有动量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管(D )只有动能大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管答案:C★★7.如图所示，将截面为正方形的真空腔abcd 放置在一匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里.若有一束具有不同速率的电子由小孔a 沿ab 方向射入磁场，打在腔壁上被吸收，则由小孔c 和小孔d 射出的电子的速率之比v c /v d =________.p .100【3】答案:2★★★8.如图所示为云室中某粒子穿过铅板P 前后的轨迹.室中匀强磁场的方向与轨迹所在平面垂直(图中垂直于纸面向里)，由此可知此粒子( ).(2002年北京春季高考理科综合试题)【3】(A )一定带正电 (B )一定带负电(C )不带电 (D )可能带正电，也可能带负电答案:A★★★9.如图所示，用绝缘细线悬挂着的带正电小球在匀强磁场中作简谐运动，则( ).【3】(A )当小球每次经过平衡位置时，动能相同(B )当小球每次经过平衡位置时，动量相同(C )当小球每次经过平衡位置时，细线受到的拉力相同(D )撤消磁场后，小球摆动的周期不变答案:AD★★★10.如图所示，一个带正电的小球沿光滑的水平绝缘桌面向右运动，速度的方向垂直于一个水平方向的匀强磁场，小球飞离桌子边缘落到地板上.设其飞行时间为t 1，水平射程为s 1,落地速率为v 1.撤去磁场，其余条件不变时，小球飞行时间为t 2，水平射程为s 2,落地速率为v 2,则( ).【4】(A )t 1＜t 2 (B )s 1＞s 2 (C )s 1＜s 2 (D )v 1=v 2答案:BD★★★11.如图所示，在x 轴的上方(y ≥0)存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B .在原点O 有一个离子源向x 轴上方的各个方向发射出质量为m 、电量为q 的正离子，速率都为v ，对那些在xy 平面内运动的离子，在磁场中可能到达的最大x =________，最大y =________.(1997年全国高考试题)【5】答案:qB 2mv ，qB2mv ★★★12.如图所示，在y ＜0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xOy 平面并指向纸面外，磁感臆强度为B ，一带正电的粒子以速度v 0从O 点射入磁场，入射方向在xOy 平面内，与x 轴正向的夹角为θ.若粒子射出磁场的位置与O 点距离为1，求该粒子的电量和质量之比q /m .(2001年全国高考试题)【5】答案:lBsin 2v 0θ ★★★13.电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的.电子束经过电压为U 的加速电场后，进入一圆形匀强磁场区，如图所示.磁场方向垂直于圆面，磁场区的中心为O ，半径为r .当不加磁场时，电子束将通过O 点而打到屏幕的中心M 点.为了让电子束射到屏幕边缘P ，需要加磁场，使电于束偏转一已知角度θ，此时磁场的磁感应强度B 应为多大?(2002年全国高考理科综合试题)【6】答案:2tan e 2mU r 1θ ★★★★14.K -介子衰变的方程为:K -=π-＋π0，其中K -介子和π-介子带负的基元电荷，π0介子不带电.如图所示，一个K -介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧AP ，衰变后产生的π－介子的轨迹为侧弧PB ，两轨迹在P点相切，它们的半径R K -和R π-之比为2:1.π0介子的轨迹术画出.由此可知π的动量大小与π0的动量大小之比为( ).(2003年全国高考理科综分试题)【5】(A )l :l (B )l :2 (C )1:3 (D )1:6答案:C★★★★15.在光滑绝缘水平面上，一轻绳拉着一个带电小球绕轴O 在匀强磁场中作逆时针方向的匀速圆周运动，磁场方向竖直向下，其俯视图如图所示.若小球运动到A 点时，绳子忽然断开.关于小球在绳断开后可能的运动情况，下列说法中正确的是( ).【5】(A )小球仍作逆时针匀速圆周运动，半径不变(B )小球仍作逆时针匀速圆周运动，但半径减小(C )小球作顺时针匀速圆周运动，半径不变(D )小球作顺时针匀速圆周运动，半径减小答案:ACD★★★★16.如图所示，L 1和L 2为两平行的虚线，L 1上方和L 2下方都是垂直纸面向里的磁感应强度相同的匀强磁场，A 、B 两点都在L 2上.带电粒子从A 点以初速v 斜向上与L 2成30°角射出，经过偏转后正好过B 点，经过B 点时速度方向也斜向上，不计重力影响，下列说法中正确的是( ).【6】(A )该粒子一定带正电(B )带电粒子经过B 点时速度一定与在A 点时速度相同(C )若将带电粒子在A 点时初速度变大(方向不变)，它仍能经过B 点(D )若将带电粒子在A 点时初速度方向改为与L 2成45°角斜向上，它仍能经过B 点. 答案:BC★★★★17.如图所示，足够长的矩形区域abcd 内充满磁感应强度为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场，现从ad 边的中心O 点处，垂直磁场方向射入一速度为v 0的带正电粒子，v 0与ad 边的夹角为30°.已知粒子质量为m ，带电量为q ，ad 边长为L ，不计粒子的重力.(1)求要使粒子能从ab 边射出磁场，v 0的大小范围.(2)粒子在磁场中运动的最长时间是多少?在这种情况下，粒子将从什么范围射出磁场?【14】 答案:(1)3m qBL v m qBL 0>≥ (2)3qBm 5t π=，在O 点上方L /3范围内 ★★★★18.如图中虚线MN 是一垂直纸面的平面与纸面的交线，在平面右侧的半空间存在一磁感应强度为B 的匀强磁场，方向垂直纸面向外.O是MN 上的一点，从O 点可以向磁场区域发射电量为＋q 、质量为m 、速率为v 的粒子，粒子射入磁场时的速度可在纸面内各个方向.已知先后射入的两个粒子恰好在磁场中给定的P 点相遇，P 到O 的距离为L .不计重力及粒子间的相互作用.求:(1)所考察的粒子在磁场中的轨道半径.(2)这两个粒子从0点射人磁场的时间间隔.(1999年全国高考试题)【15】答案:(1)qB mv (2)⎪⎭⎫ ⎝⎛2mv LqB arccos qB 4m 横向拓展★★★19.在图中虚线所围的区域内，存存电场强度为E 的匀强电场和磁感应强度为B 的匀强磁场.已知从左方水平射入的电子，穿过这区域时未发生偏转，设重力可以忽略不计，则在这区域中的E 和B 的方向可能是( ).【3】(A )E 和B 都沿水平方向，并与电子运动的方向相同(B )E 和B 都沿水平方向，并与电子运动的方向相反(C )E 竖直向上，B 垂直纸面向外(D )E 竖直向上，B 垂直纸面向里答案:ABC★★★20.如图所示，一束质量、速度和电量各不相同的正离子垂直地射入匀强磁场和匀强电场正交的区域里，结果发现有些离子保持原来的运动方向，未发生任何偏转.如果让这些不偏转离子进入另个匀强磁场中，发现这些离子又分裂成几束.对这些进入后一磁场的离子，可得出结论( ).(1993年上海高考试题)【3.5】(A )它们的动能一定各不相同(B )它们的电量一定各不相同(C )它们的质量一定各不相同(D )它们的电量与质量之比一定各不相同答案:D★★★21.如图所示，匀强电场E 竖直向下，匀强磁场B 垂直纸面向里.现有三个带有等量同种电荷的油滴a 、b 、c ，若将它们分别置入该区域中，油滴a 保持静止，油滴b 向左水平匀速运动，油滴c 向右水平匀速运动，则比较三个油滴所受重力G a 、G b 、G c 的大小，最大的是________，最小的是________.【3】答案:G b ，G c★★★22.如图所示，带电液滴从h 高处自由落下，进入一个匀强电场和匀强磁场互相垂直的区域，磁场方向垂直纸面，电场强度为E ，磁感应强度为B .已知液滴在此区域中作匀速圆周运动，则圆周的半径R =________.([993年全国高考试题)【4】答案:g2h B E ★★★23.质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具.它的构造原理如图所示，离子源S 产生带电量为q 的某种正离子，离子产生出米时的速度很小，可以看作是静止的，离子经过电压U 加速后形成离子束流，然后垂直于磁场方向进入磁感应强度为B 的匀强磁场，沿着半圆周运动而到达记录它的照相底片P 上.实验测得:它在P 上的位置到入口处S 1的距离为a ，离子束流的电流为I .请回答卜列问题:(1)在时间t 内射到照相底片P 上的离子的数目为________.(2)单位时间穿过入口处S 1离子束流的能量为________.(3)试证明这种离子的质量为22a 8UqB m =.【8】 答案:(1)It /q (2)UI (3)略★★★24.在如图所示的直角坐标系中，坐标原点O 处固定有正点电荷，另有平行于y 轴的匀强磁场.一个质量为m 、带电量为＋q 的微粒，恰能以y 轴上O ’点(O ，a ，O )为圆心作匀速圆周运动，其轨迹平面与xOz 平面平行，角速度为ω，旋转方向如图中箭头所示.试求匀强磁场的磁感应强度的大小和方向.【6】答案:qm aq mg ωω+，方向沿-y 轴 ★★★★25.如图所示，空间存在着由匀强磁场B 和匀强电场E 组成的正交电磁场，电场方向水平向左，磁场方向垂直纸面向里.有一带负电荷的小球P ，从正交电磁场上方的某处自由落下，那么带电小球在通过正交电磁场时( ).【4】(A )一定作曲线运动 (B )不可能作曲线运动(C )可能作匀速直线运动 (D )可能作匀加速直线运动答案:A★★★★26.如图所示是氢原子中电子绕核作快速的圆周运动(设为逆时针方向)的示意图.电子绕核运动可等效为环形电流.设此环形电流在通过圆心并垂直于圆面的轴线上某一点P 处产生的磁感应强度的大小为B 1.现在沿垂直于圆轨道平面的方向加一磁感应强度为B 的外磁场，这时设电子的轨道半径没变，而它的速度发生了变化.若用B 2表示此时环行电流在P 点产生的磁感应强度的大小，则当B 0的方向( ).【6】(A )垂直于纸面向里时，B 2＞B 1 (B )垂直于纸面向里时，B 2＜B !(C )垂直于纸而向外时，B 2＞B 1 (D )垂直于纸面向外时，B 2＜B 1答案:BC★★★★27.如图所示，带电平行板中匀强磁场方向水平垂直纸面向里，某带电小球从光滑绝缘轨道上的a 点自由滑下，经过轨道端点P 进入板间后恰能沿水平作直线运动.现使小球从较低的b 点开始下滑，经P 点进入板间，在板间的运动过程中( ).【6】(A )其动能将会增大(B )其电势能将会增大(C )小球所受的洛伦兹力将会增大(D )小球受到的电场力将会增大答案:ABC★★★★28.如图所示，质量为0.1g 的小球，带有5×10-4C 的正电荷，套在一根与水平方向成37°角的足够长的绝缘杆上，小球与杆之间的动摩擦因数为μ=0.5，杆所在空间有磁感应强度B =0.4T 的匀强磁场，小球由静止开始下滑，它的最大加速度为________m ／s 2，最大速率为________m ／s .【5】答案:6，2★★★★29.如图所示，环状匀强磁场围成中空区域内有自由运动的带电粒子，但由于环状磁场的束缚，只要速度不很大，都不会穿出磁场的外边缘.设环状磁场的内半径R 1=0.5m ，外半径R 2=1.0m ，磁场的磁感应强度B =1.0T ，若被缚的带电粒子的荷质比为q /m =4×107C ／kg ，中空区域中带电粒子具有各个方向的速度，试计算:(1)粒子沿环状的半径方向射入磁场，不能穿越磁场的最大速度多大?(2)所有粒子不能穿越磁场的最大速度多大?【8】答案:(1)1.5×107m /s (2)1.0×107m /s★★★★30.如图所示，一带电质点，质量为m ，电量为q ，以平行于Ox 轴的速度v 从y 轴上的a 点射入图中第一象限所示的区域.为了使该质点能从x 轴上的b 点以垂直于Ox 轴的速度v 射出，可在适当的地方加一个垂直于xy 平面、磁感应强度为B 的匀强磁场.若此磁场仅分布在一个圆形区域内，试求这圆形磁场区域的最小半径.重力忽略不计.(1994年全国高考试题)p .100【10】答案:2qBmv 2。
高中物理磁场对电流的作用练习题汇总新选.
磁场的描述磁场对电流的作用知识点1磁场、磁感应强度、磁感线1．磁场(1)基本特性：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用．(2)方向：小磁针的N极所受磁场力的方向．2．磁感应强度(1)定义式：B＝FIL(通电导线垂直于磁场)．(2)方向：小磁针静止时N极的指向．(3)磁感应强度是反映磁场性质的物理量．由磁场本身决定，是用比值法定义的．3．磁感线(1)引入：在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致．(2)特点：磁感线的特点与电场线的特点类似，主要区别在于磁感线是闭合的曲线．(3)磁体的磁场和地磁场图9-1-1易错判断(1)磁场中某点磁感应强度的方向，跟放在该点的试探电流元所受磁场力的方向一致．(×)(2)磁感线是真实存在的．(×)(3)在同一幅图中，磁感线越密，磁场越强．(√)知识点2电流的磁场及磁场的叠加1．奥斯特实验奥斯特实验发现了电流的磁效应，即电流可以产生磁场，首次揭示了电与磁的联系．2．安培定则的应用直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场特点无磁极、非匀强，且距导线越远处磁场越弱与条形磁铁的磁场相似，管内为匀强磁场且磁场最强，管外为非匀强磁场环形电流的两侧是N极和S极，且离圆环中心越远，磁场越弱安培定则立体图横截面图磁感应强度是矢量，计算时与力的计算方法相同，利用平行四边形定则或正交分解法进行合成与分解．易错判断(1)通电导线周围的磁场是匀强磁场．(×)(2)电流的磁场方向可由右手螺旋定则(或安培定则)判定．(√)(3)一切磁现象都起源于电流或运动电荷，一切磁作用都是电流或运动电荷之间通过磁场而发生的相互作用．(√)知识点3安培力1．安培力的方向(1)左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么，大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向．(2)两平行的通电直导线间的安培力：同向电流互相吸引，反向电流互相排斥．2．安培力的大小(1)当磁场与电流垂直时，安培力最大，F max＝BIL.(2)当磁场与电流平行时，安培力等于零．易错判断(1)将通电导线放入磁场中，若不受安培力，说明该处磁感应强度为零．(×)(2)安培力可能做正功，也可能做负功．(√)(3)由定义式B＝FIL可知，电流I越大，导线L越长，某点的磁感应强度就越小．(×)[教材习题回访]考查点：安培力的方向1．(粤教版选修3－1P84T1)把一小段通电直导线放入磁场中，导线受到安培力的作用．关于安培力的方向，下列说法中正确的是()A．安培力的方向一定跟磁感应强度的方向相同B．安培力的方向一定跟磁感应强度的方向垂直，但不一定跟电流方向垂直C．安培力的方向一定跟电流方向垂直，但不一定跟磁感应强度方向垂直D．安培力的方向一定跟电流方向垂直，也一定跟磁感应强度方向垂直考查点：通电螺线管的磁场2．(教科版选修3－1P83T3)(多选)如图9-1-2为通电螺线管．A为螺线管外一点，B、C两点在螺线管的垂直平分线上，则下列说法正确的是()图9-1-2A．磁感线最密处为A处，最疏处为B处B．磁感线最密处为B处，最疏处为C处C．小磁针在B处和A处N极都指向左方D．小磁针在B处和C处N极都指向右方考查点：对磁感应强度的理解3．(教科版选修3－1P92T1)(多选)一小段长为L的通电直导线放在磁感应强度为B 的磁场中，当通过它的电流为I时，所受安培力为F.以下关于磁感应强度B 的说法正确的是()A．磁感应强度B一定等于FILB．磁感应强度B可能大于或等于F ILC．磁场中通电直导线受力大的地方，磁感应强度一定大D．在磁场中通电直导线也可以不受力考查点：安培力作用下的平衡4．(人教版选修3－1P94T3改编)如图所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度．下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长MN相等，将它们分别挂在天平的右臂下方．线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态．若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是()安培定则的应用和磁场的叠加1．安培定则的“因”和“果”原因(电流方向)结果(磁场方向)直线电流的磁场大拇指四指环形电流及通电四指大拇指螺线管的磁场2．磁场叠加问题的一般解题思路图9-1-4(1)确定磁场场源，如通电导线．(2)定位空间中需求解磁场的点，利用安培定则判定各个场源在这一点上产生的磁场的大小和方向．如图9-1-4所示为M、N在c点产生的磁场．(3)应用平行四边形定则进行合成，如图中的合磁场．[题组通关]1．(2018·大庆模拟)在地磁场作用下处于静止的小磁针上方，平行于小磁针水平放置一直导线，当该导线中通有电流时，小磁针会发生偏转；当通过该导线电流为I时，小磁针左偏30°，则当小磁针左偏60°时，通过导线的电流为(已知直导线在某点产生的磁场与通过直导线的电流成正比)()A．2I B．3IC.3I D．无法确定2．(2017·全国Ⅲ卷)如图9-1-5所示，在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l.在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零．如果让P中的电流反向、其他条件不变，则a点处磁感应强度的大小为()图9-1-5A．0 B.3 3B0C.233B0D．2B0(2017·福州模拟)无限长载流直导线在其周围产生的磁场的磁感应强度B＝k Id，其中k＝2×10－7 N/A2，d是距离导线中心轴线的距离．两根无限长的直导线A、C相距L＝1 m, 分别载有电流I1＝3 A和I2＝8 A，方向如图所示，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，则图中P点的磁感应强度大小为()A．1×10－6 T B．2×10－6 TC．3×10－6 T D．2.24×10－6 T[反思总结]求解有关磁感应强度的三个关键1．磁感应强度―→由磁场本身决定．2．合磁感应强度―→等于各磁场的磁感应强度的矢量和(满足平行四边形定则)．3．牢记判断电流的磁场的方法―→安培定则，并能熟练应用，建立磁场的立体分布模型．安培力作用下导体的运动分析1．判定导体运动情况的基本思路判定通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势，首先必须弄清楚导体所在位置的磁场磁感线分布情况，然后利用左手定则准确判定导体的受力情况，进而确定导体的运动方向或运动趋势的方向．2．五种常用判定方法电流元法分割为电流元―――――→左手定则安培力方向―→整段导体所受合力方向→运动方向特殊位置法在特殊位置→安培力方向→运动方向等效法环形电流小磁针条形磁铁通电螺线管多个环形电流结论法同向电流互相吸引，异向电流互相排斥；两不平行的直线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势转换研究对象法定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动或运动趋势的问题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场的作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向[多维探究]考向1安培力作用下通电直导线的运动问题1. 一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如图所示，如果直导线可以自由地运动且通以方向为由a到b的电流，则导线ab受到安培力作用后的运动情况为()A．从上向下看顺时针转动并靠近螺线管B．从上向下看顺时针转动并远离螺线管C．从上向下看逆时针转动并远离螺线管D．从上向下看逆时针转动并靠近螺线管考向2安培力作用下通电线圈的运动问题2. 一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，如图9-1-7所示．当两线圈中通以图示方向的电流时，从左向右看，线圈L1将()A．不动B．顺时针转动C．逆时针转动D．在纸面内平动[反思总结]安培力的两个特点(1)应用左手定则判定安培力的方向时，磁感线穿入手心，大拇指一定要与磁感线方向垂直，四指与电流方向一致但不一定与磁感线方向垂直，这是因为：F一定与B垂直，I不一定与B垂直．(2)导体与导体之间、磁体与磁体之间、磁体与导体之间的作用力和其他作用力一样具有相互性，满足牛顿第三定律．安培力作用下的综合问题1．安培力的大小安培力常用公式F＝BIL，要求两两垂直，应用时要满足：(1)B与L垂直；(2)L是有效长度，即垂直磁感应强度方向的长度．图9-1-9如弯曲导线的有效长度L等于两端点所连直线的长度(如图9-1-9所示)，相应的电流方向沿L由始端流向末端．因为任意形状的闭合线圈，其有效长度为零，所以闭合线圈通电后在匀强磁场中，受到的安培力的矢量和为零．2．通电导线在磁场中的平衡和加速问题的分析思路(1)选定研究对象；(2)变三维为二维，如侧视图、剖面图或俯视图等，并画出平面受力分析图，其中安培力的方向要注意F安⊥B、F安⊥I；(3)列平衡方程或牛顿第二定律方程进行求解．3．安培力做功的特点和实质(1)安培力做功与路径有关，不像重力、电场力做功与路径无关．(2)安培力做功的实质是能量转化．①安培力做正功时将电源的能量转化为导线的动能或其他形式的能．②安培力做负功时将其他形式的能转化为电能后储存起来或转化为其他形式的能．[母题](2018·济南模拟)如图9-1-10所示，金属梯形框架导轨放置在竖直平面内，顶角为θ，底边ab长为l，垂直于梯形平面有一个磁感应强度大小为B的匀强磁场．在导轨上端再放置一根水平金属棒cd，其质量为m，导轨上接有电源，使abcd构成回路，回路电流恒为I，cd棒恰好静止．已知金属棒和导轨之间接触良好，不计摩擦阻力，重力加速度为g，求：图9-1-10(1)cd棒所受的安培力；(2)cd棒与ab边之间高度差h.[题眼点拨]①“金属梯形框架导轨放置在竖直平面内”，该图为侧视图；②“cd棒恰好静止，不计摩擦阻力”，说明安培力和重力平衡．[解析](1)由平衡条件知，F cd＝mg.(2)设金属棒的长度为d，则BId＝mg，可得d＝mgBI设ab边与O点的垂直距离为H由几何关系知，ld＝HH＋h解得：H＝lhd－l在三角形Oab中，tanθ2＝12lH联立解得h＝mgBI－l2tanθ2.[答案](1)F cd＝mg，方向竖直向上(2)mgBI－l2tanθ2[母题迁移]迁移1安培力的大小和方向1．(2018·海口模拟)如图9-1-11所示，一个边长为L的正方形金属框竖直放置，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两端与导线相连，由A到B通以如图所示方向的电流(由A点流入，从B点流出)，流过AB边的电流为I，则金属框受到的安培力大小和方向分别为()图9-1-11A．2BIL竖直向下B．43BIL竖直向上C．BIL竖直向上D．34BIL竖直向下迁移2通电线框的平衡问题2. 如图9-1-12所示，一劲度系数为k的轻质弹簧，下面挂有匝数为n的矩形线框abcd，bc边长为l，线框的下半部分处在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与线框平面垂直(在图中垂直于纸面向里)，线框中通以电流I，方向如图9-1-12所示，开始时线框处于平衡状态．令磁场反向，磁感应强度的大小仍为B，线框达到新的平衡，则在此过程中线框位移的大小Δx及方向是()图9-1-12A．Δx＝2nBIlk，方向向上B．Δx＝2nBIlk，方向向下C．Δx＝nBIlk，方向向上D．Δx＝nBIlk，方向向下迁移3通电金属棒的运动问题(多选)如图甲所示，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I m，图甲中I所示方向为电流正方向．则金属棒()甲乙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迁移4通电金属棒的平衡问题4．如图9-1-14所示，两平行光滑金属导轨CD、EF间距为L，与电动势为E0的电源相连，质量为m、电阻为R的金属棒ab垂直于导轨放置构成闭合回路，回路平面与水平面成θ角，回路其余电阻不计．为使ab棒静止，需在空间施加的匀强磁场磁感应强度的最小值及其方向分别为()图9-1-14A.mgRE 0L，水平向右B.mgR cos θE0L，垂直于回路平面向上C.mgR tan θE0L，竖直向下D.mgR sin θE0L，垂直于回路平面向下[反思总结](1)导体的平衡问题与力学中的平衡问题分析方法是相同的，只不过多了安培力，解题的关键仍是受力分析.(2)视图转换：对于安培力作用下的力学问题，导体棒的受力往往分布在三维空间的不同方向上，这时应利用俯视图、剖面图或侧视图等，变立体图为二维平面图.(3)在剖面图中，金属棒可用小圆圈代替，垂直剖面方向的电流可用“⊗”或“⊙”表示，垂直剖面方向的磁场可用“×”或“·”表示，但垂直剖面方向的力不能用“×”或“·”表示.最新文件仅供参考已改成word文本。
磁场对电流、带电粒子的作用专项练习题
11A习题十二 磁场对电流、带电粒子的作用要求：1、掌握安培力的计算公式和物理意义，能用安培定律分析和计算载流导体在磁场中的受力。
2、掌握载流平面线圈磁矩的概念，掌握载流平面线圈在匀强磁场中所受磁力矩的计算方法。
3、掌握磁力和磁力矩做功的计算方法。
4、掌握洛仑兹力公式及其物理意义，会计算运动电荷在磁场中的受力及其在匀强磁场中的运动规律。
一、选择题1、如图所示，三条长度相同的长直导线共面平行放置，依次载有电流为1A 、2A 、3A ，由于磁力相互作用，分别受力为1F 、2F 、3F。
则321::F F F 为（ ）A 、５∶４∶６B 、５∶８∶６C 、７∶６∶１３D 、７∶８∶１５２、同一平面内有两条相互垂直的导线1L 和2L ，1L 为无限长直导线，2L 为长为a 2的直导线，两者位置如图，当1L 和2L 同时通以电流I ，则作用在2L 上对于O 点的磁力矩大小为（ ）A 、πμa I 20B 、3ln 20πμa I C 、)12ln 2(20-πμa I D 、)13ln 2(20-πμaI 二、填空题：１、一质量为m ,带电量为q 的粒子以速度0v射入匀强磁场B中，若0v与B的夹角为θ，则该粒子在磁场中作螺线运动的半径为 ，周期为 ，螺矩为 。
2、质量为m ，带电量为q 的粒子在半径为r 的电子回旋加速器中所能获得的最大动能为 （回旋加速器中的磁感应强度为B ）3、两根相距为a 的无限长平行直导线中分别通以电流1I 和2I ，则这两根导线单位长度上的作用力为 。
4、一半径为R ，均匀带有电量Q 的圆盘面绕其中心垂直轴以ω的角速度转动时，产生的磁矩为 ，若将该圆盘面放在与盘面成θ角的匀将磁场B中时，圆盘面所受到的磁力矩为 。
三、计算题：1、 载有电流1I 的无限长直导线旁边有一共面的、载有电流2I 的圆形线圈，线圈半径为R ，圆心与直导线相距d （R d ），求两者的相互作用力。
2、如图所示，一根无限长载流直导线1L 中有电流1I ，另有一根与1L 垂直且共面的导体棒2L ，其长为a ，质量为M ，若2L 的A 端固定，导体棒可在该平面内自由转动，则要使导体棒在该位置稳定放置，则导体棒中应通以多大的电流2I ？I。
高三物理磁场对电流的作用试题答案及解析
高三物理磁场对电流的作用试题答案及解析1.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【答案】B【解析】根据安培左手定则，伸开左手，使大拇指和四指垂直，四指指向电流方向，磁感线穿过手心，大拇指所指的方向就是安培力的方向，可见安培力的方向即大拇指方向总是垂直于电流方向即导线也就是四指指向，选项A错。
而磁场方向穿过手心，大拇指垂直于磁场方向和电流方向做决定的平面，即安培力的方向垂直于磁场方向，选项B对。
根据安培力的大小的计算公式，是磁场方向和电流方向的夹角，所以安培力大小与通电导线和磁场方向的夹角有关，选项C错。
若直导线从中点折成直角，则前半段受安培力为，后半段受安培力为，由于夹角不确定，所以的合力不一定等于，所以选项D错。
【考点】安培左手定则.圆环水平固定放2.半径为a右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆，单位长度电阻均为R置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B.杆在圆环上以速度v平行于直径CD向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O开始，杆的位置由θ确定，如图所示．则（）A．θ＝0时，杆产生的电动势为2BavB．θ＝时，杆产生的电动势为 BavC．θ＝0时，杆受的安培力大小为D．θ＝时，杆受的安培力大小为【答案】AD【解析】由图知，当θ＝0时，根据E=BLv可求杆产生的电动势为2Bav，故A正确；当θ＝时，，电流，杆产生的电动势为Bav，由B错误；θ＝0时，回路总电阻R=（2+π）aR所以杆受的培力，所以C错误；θ＝时，回路总电阻，所以杆受的安培力，故D正确。
【考点】本题考查电磁感应3.两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，底端接阻值为R的电阻。
将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，如图所示。
磁场对电流的作用 专题训练
磁场对电流的作用专题训练一、选择题1、如图所示，放在台秤上的条形磁铁两极未知，为了探明磁铁的极性，在它中央的正上方固定一导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则( )A．如果台秤的示数增大，说明磁铁左端是N极B．如果台秤的示数增大，说明磁铁右端是N极C．无论如何台秤的示数都不可能变化D．台秤的示数随电流的增大而增大2、如图所示，质量为60g的铜棒长为L=20cm，棒的两端与等长的两细软铜线相连，吊在磁感应强度B=0.5T、方向竖直向上的匀强磁场中.当棒中通过恒定电流I后，铜棒能够向上摆动的最大偏角θ=60°，g取10m／s2，则铜棒中电流I的大小是.A. AB.C. 6A D A3、长为L的通电直导体棒放在光滑水平绝缘轨道上，劲度系数为k的水平轻弹簧一端固定，另一端拴在棒的中点，且与棒垂直，整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，弹簧伸长x，棒处于静止状态。
则A．导体棒中的电流大小为Kx/BLB．导体棒中的电流方向从b流向aC．若只将磁场方向缓慢顺时针转过一小角度，x变大D．若只将磁场方向缓慢逆时针转过一小角度，x变大4、两个相同的圆形线圈，悬挂在光滑绝缘杆上，如图所示．通以方向相同但大小不同的电流I和I2，同时释放后，它们的运动情况是( )A．相互吸引，电流大的加速度大B．相互吸引，加速度大小相等C．相互排斥，电流大的加速度大D．相互排斥，加速度大小相等5、如图所示，由均匀的电阻丝组成的等边三角形导体框，垂直磁场放置，将AB两点接入电压恒定的电源两端，通电时，线框受到的安培力为F，若将AB边移走，则余下线框受到的安培力大小为A．B．C． D．二、多项选择6、质量为m的金属导体棒置于倾角为θ的导轨上，棒与导轨间的动摩擦因数为u，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，其中导体棒与导轨间的摩擦力可能为零的是7、AB杆质量为0.1kg，倾角θ=30°，轨道光滑，轨道间距l=0.2m，I=0.5A. 在垂直于轨道平面内加上某一方向的均强磁场后，杆AB在安培力作用下可以处于平衡静止状态.则所加磁场感应强度大小可以为A．3T B．5T C．7T D．9T8、质量为m，长为L的导体棒电阻为R，初始静止于光滑的水平轨道上，电源电动势为E，内阻不计．匀强磁场的磁感应强度为B，其方向与轨道平面成θ角斜向上方，电键闭合后导体棒开始运动A．导体棒向左运动B．电键闭合瞬间导体棒MN所受安培力为BEL/RC．电键闭合瞬间导体棒MN所受安培力为BELsinθ/RD．电键闭合瞬间导体棒MN的加速度为BELsinθ/mR9、如图所示，在竖直向下的匀强磁场中有两根竖直放置的平行粗糙导轨CD、EF，导轨上放有一金属棒MN.现从t＝0时刻起．给棒通以图示方向的电流且电流强度与时间成正比，即I＝kt，其中k为常量，金属棒与导轨始终垂直且接触良好．下列关于棒的速度v、加速度a随时间t变化的关系图象，可能正确的是 ( )．10、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。
高考物理总复习练习：第26课磁场磁场对电流的作用含解析
第26课磁场磁场对电流的作用1．安培定则a．根据安培定则分析电流产生的磁场(1)(经典题，6分)下列几幅图中，由电流产生的磁场方向正确的是()答案：B解析：通电直导线电流产生的磁场的方向，可以利用右手螺旋定则判断，大拇指指向直导线电流方向，四指指向磁感线方向，故A项错误。
对于环形电流，四指弯曲方向为电流方向，大拇指指向内部中轴线磁场方向，故B项正确。
从上往下看，线框的电流方向为顺时针方向，根据安培定则可知轴线上磁场的方向向下，故C项错误。
电流方向上边垂直于纸面向里，下边垂直于纸面向外，则根据安培定则，螺线管内部的磁场方向向左，故D项错误。
b．利用安培定则判断磁场方向进而求解磁感应强度(2)(2017全国Ⅲ，6分)如图所示，在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l。
在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零。
如果让P中的电流反向、其他条件不变，则a点处磁感应强度的大小为()A.0B.33B0 C.233B0 D. 2B0答案：C解析：在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零，则两导线在a点产生的磁感应强度与外加磁场的磁感应强度大小相等、方向相反，如图(a)所示。
则外加磁场的方向与PQ平行，由Q指向P，大小满足B1＝B0。
根据几何关系有B P cos 30°＝12B0，解得P或Q通电导线在a点的磁感应强度大小为B P＝33B0。
当P中电流反向，其他条件不变，通电导线在a点产生的磁感应强度如图(b)所示。
根据几何关系有B2＝33B0，且外加磁场不变，故在a点的磁感应强度大小为B＝B2＋⎝⎛⎭⎫33B02＝233B0，故C项正确。
2．通电导线在磁场中受到的力a．用左手定则判断安培力的方向(3)(经典题，6分)如图所示，把一个重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由转动，当导线通如图所示方向电流I时，导线将如何运动(从上往下看)()A．顺时针方向转动，同时下降B．顺时针方向转动，同时上升C．逆时针方向转动，同时下降D．逆时针方向转动，同时上升答案：A解析：在导线两侧取两小段，左侧一小段所受安培力的方向垂直纸面向里，右侧一小段所受安培力的方向垂直纸面向外，从上往下看，则导线顺时针转动，转动的过程中，导线所受的安培力方向向下，所以导线的运动情况为顺时针转动，同时下降，故A项正确。
磁场及其对电流的作用练习
高三物理磁场及其对电流的作用1．根据磁感应强度的定义式B＝F/(IL)，下列说法中正确的是 ( ) A．在磁场中某确定位置，B与F成正比，与I、L的乘积成反比B．一小段通电直导线在空间某处受磁场力F＝0，那么该处的B一定为零C．磁场中某处B的方向跟电流在该处受磁场力F的方向相同D．一小段通电直导线放在B为零的位置，那么它受到的磁场力F也一定为零2．一根长0.20 m、通有2.0 A电流的通电直导线，放在磁感应强度为0.50 T的匀强磁场中，受到的安培力大小不可能是 ( ) A．0 N B．0.10 N C．0.20 N D．0.40 N3．关于磁感应强度B，下列说法中正确的是 ( ) A．磁场中某点B的大小，与放在该点的试探电流元的情况有关B．磁场中某点B的方向，与放在该点的试探电流元所受磁场力的方向一致C．在磁场中某点的试探电流元不受磁场力作用时，该点B值大小为零D．在磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大4．十九世纪二十年代，以塞贝克(数学家)为代表的科学家已认识到：温度差会引起电流，安培考虑到地球自转造成了太阳照射后正面与背面的温度差，从而提出如下假设：地球磁场是由地球的环行电流引起的，则该假设中的电流方向是(注：磁子午线是地球磁场N极与S极在地球表面的连线) ( ) A．由西向东垂直磁子午线 B．由东向西垂直磁子午线C．由南向北沿子午线 D．由赤道向两极沿子午线5．质量为m的通电细杆置于倾角为θ的导轨上，导轨的宽度为L，杆与导轨间的动摩擦因数为μ，有电流通过杆，杆恰好静止于导轨上．如下列选项所示(截面图)，杆与导轨间的摩擦力一定不为零的是 ()6．如图1所示，若一束电子沿y轴正方向移动，则在z轴上某点A的磁场方向应该是（)A．沿x轴的正向 B．沿x轴的负向C．沿z轴的正向 D．沿z轴的负向7．如图2所示，用三条细线悬挂的水平圆形线圈共有n匝，线圈由粗细均匀、单位长度的质量为2.5 g的导线绕制而成，三条细线呈对称分布，稳定时线圈平面水平．在线圈正下方放有一个圆柱形条形磁铁，磁铁的图1 图2中轴线OO ′垂直于线圈平面且通过其圆心O ，测得线圈的导线所在处磁感应强度大小为0.5 T ，方向与竖直线成30°角，要使三条细线上的张力为零，线圈中通过的电流至少为 ( )A ．0.1 AB ．0.2 AC ．0.05 AD ．0.01 A8．在赤道上，地磁场可以看作是沿南北方向并且与地面平行的匀强磁场，磁感应强度是5×10－5 T ．如果赤道上有一条沿东西方向的直导线，长40 m ，载有20 A 的电流，地磁场对这根导线的作用力大小是 ( )A ．4×10－8 NB ．2.5×10－5 NC ．9×10－4 ND ．4×10－2 N9．如图3所示，电流从A 点分两路通过对称的环形分路汇合于B点，在环形分路的中心O 处的磁感应强度 ( )A ．垂直环形分路所在平面，且指向“纸内”B ．垂直环形分路所在平面，且指向“纸外”C ．在环形分路所在平面内指向BD ．磁感应强度为零10．倾角为α的导电轨道间接有电源，轨道上静止放有一根金属杆ab .现垂直轨道平面向上加一匀强磁场，如图4所示，磁感应强度B 逐渐增加的过程中，ab 杆 受到的静摩擦力( )A ．逐渐增大B ．逐渐减小C ．先增大后减小D ．先减小后增大11．据报道，最近已研制出一种可以投入使用的电磁轨道炮，其原理如图5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场加速，最后从位于导轨另 一端的出口高速射出．设两导轨之间的距离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 ＝2.0×103m/s ，求通过导轨的电流I .忽略摩擦力与重力的影响．图3 图4 图512．如图6为一电流表的原理示意图．质量为m的匀质细金属棒MN的中点处通过一绝缘挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连，弹簧的劲度系数为k.在矩形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外．与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数，MN的长度大于ab.当MN中没有电流通过且处于平衡状态时，MN与矩形区域的cd边重合；当MN中有电流通过时，指针示数可表示电流大小．图6(1)当电流表示数为零时，弹簧伸长多少？(重力加速度为g)(2)若要电流表正常工作，MN的哪一端应与电源正极相接？(3)若k＝2.0 N/m，ab＝0.20 m，bc＝0.050 m，B＝0.20 T，此电流表的量程是多少？(不计通电时电流产生的磁场的作用)(4)若将量程扩大两倍，磁感应强度应变为多大？水平面夹角为θ的倾斜金属导轨上，导轨间距为d，电阻不计，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度为B，电源的电动势为E，内阻不计。
高二物理磁场对电流的作用试题答案及解析
高二物理磁场对电流的作用试题答案及解析1.在同一光滑斜面上放同一导体绑棒，右图所示是两种情况的剖面图。
它们所外空间有磁感强度大小相等的匀强磁场，但方向不同，一次垂直斜面向上，另一次竖直向上,两次导体A分别通有电流I1和I2，都处于静止平衡。
已知斜面的倾角为θ，则：（）A．I1：I2=cosθ：1B．I1：I2=1：1C．导体A所受安培力大小之比F1：F2=sinθ：cosθD．斜面对导体A的弹力大小之比N1：N2=cos2θ：1【答案】AD【解析】分别对导线受力分析，如图，利用平衡条件即可求解解得：解得：所以可见，AD正确，BC错误。
2.如图所示，两条导线相互垂直但相隔一小段距离，其中一条AB是固定的，另一条CD能自由转动，当直流电流按图示方向通入两条导线时，导线CD将(从纸外向纸内看)()A．顺时针方向转动，同时靠近导线ABB．逆时针方向转动，同时离开导线ABC．顺时针方向转动，同时离开导线ABD．逆时针方向转动，同时靠近导线AB【答案】D【解析】根据右手螺旋定则可知，电流AB产生的磁场在右边垂直纸面向里，在左边垂直纸面向外，电流CD处于电流AB产生的磁场中，在CD左右两边各取一小电流元，根据左手定则，左边的电流元所受的安培力方向向下，右边的电流元所受安培力方向向上，知CD导线逆时针方向转动(从纸外向纸内看)．当CD导线转过90°后，两电流为同向电流，相互吸引．所以导线CD逆时针方向转动，同时靠近导线AB．故D正确，A、B、C错误．【考点】本题考查电流对电流的作用、通电直导线和通电线圈周围磁场的方向，意在考查考生对左手定则、右手螺旋定则的理解和应用．3.如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ。
如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是( )A．棒中的电流变大，θ角变大B．两悬线等长变短，θ角变大C．金属棒质量变大，θ角变大D．磁感应强度变大，θ角变大【答案】AD【解析】对通电导线受力分析，求出夹角的关系表达式，然后根据物体平衡列出平衡方程分析答题．导体棒受力如图所示，根据物体的平衡条件有，而导体棒与磁场垂直，所受的安培力为大小为，方向水平向右,所以有，棒中电流I变大，θ角变大，故A选项正确；两悬线等长变短，重力和安培力均不变，故θ角不变，故B选项错误；金属棒质量变大，θ角变小，故C选项错误；磁感应强度变大，θ角变大，故D选项正确；【考点】左手定则安培力物体的平衡4.（4分）将长度为0.2m、通有1A电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场的方向如图所示。
8.1磁场 磁场对电流的作用(高中物理习题)
高三一轮物理复习（人教版）第8章磁场第1节磁场磁场对电流的作用一、选择题(本大题共10小题，每小题7分，共计70分．每小题至少一个答案正确) 1．下列说法正确的是A．一切电荷的周围都存在磁场B．磁铁吸引铁棒，说明磁铁周围的磁场对铁棒有力的作用，由于铁棒周围没有磁场，因而对磁铁无磁力作用C．铁棒内分子电流取向变得大致相同时，对外就显出磁性了D．沿磁感线的方向，磁场逐渐减弱解析只有运动电荷周围才有磁场，故A错误；磁铁吸引铁棒，铁棒被磁化，其周围也有磁场，对磁铁也有磁力的作用，故B错误；根据分子电流假说，当物体内分子电流取向大致相同时，对外就显出磁性，故C正确；磁感线的疏密才表示磁场的强弱，故D错误．答案 C图8－1－142．通电的三角形闭合线框处在与其表面垂直的匀强磁场中，如图8－1－14所示，则线框所受安培力A．为零B．方向垂直ab边向外C．方向垂直bc边向外D．条件不充分，无法求解解析由于折线acb的等效长度与直线ab相等，且电流等大反向，因此直线ab受的安培力与折线acb所受的安培力大小相等，方向相反，合力为零，即线框所受安培力的合力为零，故选项A正确．答案 A图8－1－153．如图8－1－15所示，两个同心放置且共面的金属圆环，条形磁铁穿过圆心且与两环面垂直，通过两环的磁通量Φa、Φb比较，则A．Φa＞Φb B．Φa＜ΦbC．Φa＝Φb D．不能确定解析由于磁场的磁感线是闭合曲线，在磁体内是由S极指向N极，在磁体外是由N 极指向S极，且在磁体外的磁感线分布在磁体的周围较大的空间．又由于穿过圆环a、b的磁通量均为Φ＝Φ内－Φ外，因此面积越大，磁感线抵消得越多，合磁通量越小，故b环的磁通量较小．答案 A图8－1－164．把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来，使它的下端刚好跟杯里的水银面相接触，并使它组成如图8－1－16所示的电路图．当开关S接通后，将看到的现象是A．弹簧向上收缩B．弹簧被拉长C．弹簧上下跳动D．弹簧仍静止不动解析接通S后，弹簧中任意相邻两圈的电流方向均相同，它们将相互吸引，使弹簧收缩，下端脱离水银面，使电路断开．电路断开后，弹簧中的电流消失，弹簧在自身重力及弹力作用下下落．于是，电路又接通，弹簧又收缩…如此周而复始，弹簧上下跳动，C项正确．答案 C图8－1－175．如图8－1－17所示，在同一平面内四根彼此绝缘、固定放置的通电直导线，开始通入的电流i4＝i3＞i2＞i1.如果要使四根导线围成的方框中心点O的磁场减弱，可以A．只减弱i1，其他电流不变B．只增强i2，其他电流不变C．同时减弱i3、i4到某一定值，其他电流不变D．同时增强i3、i4到某一定值，其他电流不变解析根据题意可知合磁场的方向垂直纸面向里，导线i1产生的磁场方向也是垂直纸面向里，只减弱i1，其他电流不变，合磁场将减弱，所以A选项正确；导线i2产生的磁场方向也是垂直纸面向里，所以只增大i2，合磁场将增强，B选项错误；同时改变i3、i4到某一定值，对合磁场没有影响，因此C、D均错误．答案 A图8－1－186．如图8－1－18所示，在同一平面上有a、b、c三根等间距平行放置的长直导线，依次载有大小为1 A、2 A、3 A的电流，电流方向如图所示，则A．导线a所受的安培力方向向左B．导线b所受的安培力方向向右C．导线c所受的安培力方向向右D．由于不能判断导线c所在位置的磁场方向，所以导线c受的安培力方向也不能判断解析同向电流的通电导体间存在着相互吸引力，反向电流的通电导体间存在着相互排斥力．对a，它受到b和c对它的安培力的方向均向左，故A正确；对b，导线a对它有向右的排斥力，导线c对它有向右的吸引力，所以B正确；对c，a对它有向右的排斥力、b对它有向左的吸引力，但由于吸引力大于排斥力，故安培力的合力向左，选项C、D错误．答案AB图8－1－197．如图8－1－19所示，一金属直杆MN两端接有导线，悬挂于线圈上方，MN与线圈轴线均处于竖直平面内，为使MN垂直纸面向外运动，可以A．将a、c端接电源正极，b、d端接电源负极B．将b、d端接电源正极，a、c端接电源负极C．将a、d端接电源正极，b、c端接电源负极D．将a、c端接交流电源的一端，b、d端接交流电源的另一端解析A选项中接法，螺线管上端由安培定则知为N极，MN中电流方向向右，由左手定则知MN垂直纸面向外运动，故A正确．B选项中接法使螺线管上端为S极，MN中电流由N到M，由左手定则可判知B正确．同理可知C错误，D正确．D选项易受迷惑，但仔细分析会发现该选项与A、B选项相同，也可使导线向外运动．答案ABD图8－1－208．如图8－1－20所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央上方固定一根长直导线，导线与条形磁铁垂直，当导线中通以垂直纸面向里的电流时，用F N表示磁铁对桌面的压力，用F f表示桌面对磁铁的摩擦力，则导线通电后与通电前受力相比较是A．F N减小，F f＝0B．F N减小，F f≠0C．F N增大，F f＝0 D．F N增大，F f≠0解析(转换研究对象法)如图所示，画出一条通电电流为I的导线所在处的磁铁的磁感线，电流I处的磁场方向水平向左，由左手定则知，电流I受安培力方向竖直向上．根据牛顿第三定律可知，电流对磁铁的反作用力方向竖直向下，所以磁铁对桌面压力增大，而桌面对磁铁无摩擦力作用，故正确选项为C.答案 C9．在光滑绝缘的斜面上放置一根质量为m的长直通电导体棒，电流方向垂直于纸面向里，如图8－1－21所示．欲使导体棒静止，在斜面上施加匀强磁场的方向应为图8－1－21A．竖直向上B．竖直向下C．垂直斜面向上D．水平向右解析由左手定则，匀强磁场方向竖直向上时，受安培力方向水平向右，导体棒不能平衡，A不正确；匀强磁场方向竖直向下时，受安培力方向水平向左，导体棒能平衡，B 正确；匀强磁场方向垂直斜面向上时，受安培力方向沿斜面向下，导体棒不能平衡，C 不正确；匀强磁场方向水平向右时，受安培力方向竖直向下，导体棒不能平衡，D不正确．答案 B10．光滑平行导轨水平放置，导轨左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连，一根质量为m的导体棒ab，用长为l的绝缘细线悬挂，悬线竖直时导体棒恰好与导轨良好接触且细线处于张紧状态，如图8－1－22所示，空间有竖直方向的匀强磁场．当闭合开关S时，导体棒向右摆出，摆到最大高度时，细线与竖直方向成θ角，则图8－1－22A．磁场方向一定竖直向上B．导体棒离开导轨前受到向左的安培力C．导体棒摆到最大高度时重力势能的增加量等于mgl(1－cos θ)D．导体棒离开导轨前电源提供的电能大于mgl(1－cos θ)解析导体棒ab向右摆动，说明导体棒ab受到向右的安培力作用，由左手定则可知磁场方向一定竖直向下，A 、B 错误；电源提供的电能转化成了两部分，一部分是电路中所产生的焦耳热，另一部分是导体棒增加的机械能，D 正确；最大高度时，导体棒重力势能的增加量等于mgl(1－cos θ)，C 正确． 答案 CD11.如图，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流1I 和2I ，且12I I ；a 、b 、c 、d 为导线某一横截面所在平面内的四点，且a 、b 、c 与两导线共面；b 点在两导线之间，b 、d 的连线与导线所在平面垂直。
高中物理【磁场的描述 磁场对电流的作用】典型题(带解析)
高中物理【磁场的描述 磁场对电流的作用】典型题1．如图所示，带负电的金属环绕轴OO ′以角速度ω匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡时的位置是( )A ．N 极竖直向上B ．N 极竖直向下C ．N 极沿轴线向左D ．N 极沿轴线向右解析：选C ．负电荷匀速转动，会产生与旋转方向反向的环形电流，由安培定则知，在磁针处磁场的方向沿轴OO ′向左．由于磁针N 极指向为磁场方向，可知选项C 正确．2．磁场中某区域的磁感线如图所示，则( )A ．a 、b 两处的磁感应强度的大小不等，B a ＞B bB ．a 、b 两处的磁感应强度的大小不等，B a ＜B bC ．同一通电导线放在a 处受力一定比放在b 处受力大D ．同一通电导线放在a 处受力一定比放在b 处受力小解析：选A ．磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小，由a 、b 两处磁感线的疏密程度可判断出B a >B b ，所以A 正确，B 错误；安培力的大小跟该处的磁感应强度的大小B 、电流大小I 、导线长度L 和导线放置的方向与磁感应强度的方向的夹角有关，故C 、D 错误．3.将长为L 的导线弯成六分之一圆弧，固定于垂直纸面向外、大小为B 的匀强磁场中，两端点A 、C 连线竖直，如图所示．若给导线通以由A 到C 、大小为I 的恒定电流，则导线所受安培力的大小和方向是( )A ．ILB ，水平向左B ．ILB ，水平向右C ．3ILB π，水平向右D ．3ILB π，水平向左解析：选D ．弧长为L ，圆心角为60°，则弦长AC ＝3L π，导线受到的安培力F ＝BIl ＝3ILB π，由左手定则可知，导线受到的安培力方向水平向左．4．如图所示，M 、N 和P 是以MN 为直径的半圆弧上的三点，O 为半圆弧的圆心，∠MOP ＝60°，在M 、N 处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，这时O 点的磁感应强度大小为B 1.若将M 处长直导线移至P 处，则O 点的磁感应强度大小为B 2，那么B 2与B 1之比为( )A ．3∶1B ．3∶2C ．1∶1D ．1∶2解析：选B ．如图所示，当通有电流的长直导线在M 、N 两处时，根据安培定则可知：二者在圆心O 处产生的磁感应强度大小都为B 12；当将M 处长直导线移到P 处时，两直导线在圆心O 处产生的磁感应强度大小也为B 12，做平行四边形，由图中的几何关系，可得B 2B 1＝B 22B 12＝cos 30°＝32，故选项B 正确．5.阿明有一个磁浮玩具，其原理是利用电磁铁产生磁性，让具有磁性的玩偶稳定地飘浮起来，其构造如图所示．若图中电源的电压固定，可变电阻为一可以随意改变电阻大小的装置，则下列叙述正确的是( )A ．电路中的电源必须是交流电源B ．电路中的a 端点须连接直流电源的负极C ．若增加环绕软铁的线圈匝数，可增加玩偶飘浮的最大高度D ．若将可变电阻的电阻值调大，可增加玩偶飘浮的最大高度解析：选C ．电磁铁产生磁性，使玩偶稳定地飘浮起来，电路中的电源必须是直流电源，电路中的a 端点须连接直流电源的正极，选项A 、B 错误；若增加环绕软铁的线圈匝数，电磁铁产生的磁性更强，电磁铁对玩偶的磁力增强，可增加玩偶飘浮的最大高度，选项C 正确；若将可变电阻的电阻值调大，电磁铁中电流减小，产生的磁性变弱，则降低玩偶飘浮的最大高度，选项D 错误．6.一通电直导线与x 轴平行放置，匀强磁场的方向与xOy 坐标平面平行，导线受到的安培力为F .若将该导线做成34圆环，放置在xOy 坐标平面内，如图所示，并保持通电的电流不变，两端点ab 连线也与x 轴平行，则圆环受到的安培力大小为( )A ．FB ．23πFC ．223πFD ．32π3F 解析：选C ．根据安培力公式，安培力F 与导线长度L 成正比；若将该导线做成34圆环，由L ＝34×2πR ，解得圆环的半径R ＝2L 3π，34圆环ab 两点之间的距离L ′＝2R ＝22L 3π.由F L ＝F ′L ′解得：F ′＝223πF ，选项C 正确． 7.在绝缘圆柱体上a 、b 两个位置固定有两个金属圆环，当两环通有如图所示电流时，b 处金属圆环受到的安培力为F 1；若将b 处金属圆环移动到位置c ，则通有电流为I 2的金属圆环受到的安培力为F 2.今保持b 处金属圆环原来位置不变，在位置c 再放置一个同样的金属圆环，并通有与a 处金属圆环同向、大小为I 2的电流，则在a 位置的金属圆环受到的安培力( )A ．大小为|F 1－F 2|，方向向左B ．大小为|F 1－F 2|，方向向右C ．大小为|F 1＋F 2|，方向向左D ．大小为|F 1＋F 2|，方向向右解析：选A ．c 金属圆环对a 金属圆环的作用力大小为F 2，根据同方向的电流相互吸引，可知方向向右，b 金属圆环对a 金属圆环的作用力大小为F 1，根据反方向的电流相互排斥，可知方向向左，所以a金属圆环所受的安培力大小|F1－F2|，由于a、b间的距离小于a、c 间距离，所以两合力的方向向左．8．如图，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流．a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等．关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是()A．O点处的磁感应强度为零B．a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反C．c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同D．a、c两点处磁感应强度的方向不同解析：选C．由安培定则可知，两导线中的电流在O点产生的磁场均竖直向下，合磁感应强度一定不为零，选项A错；由安培定则知，两导线中的电流在a、b两点处产生的磁场的方向均竖直向下，由于对称性，M中电流在a处产生的磁场的磁感应强度等于N中电流在b处产生的磁场的磁感应强度，同时M中电流在b处产生的磁场的磁感应强度等于N 中电流在a处产生的磁场的磁感应强度，所以a、b两点处磁感应强度大小相等，方向相同，选项B错；根据安培定则，两导线中的电流在c、d两点处产生的磁场垂直c、d两点与导线的连线方向向下，且产生的磁场的磁感应强度大小相等，由平行四边形定则可知，c、d 两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，选项C正确；a、c两点处磁感应强度的方向均竖直向下，选项D错．9. (多选)如图所示，金属细棒质量为m，用两根相同轻弹簧吊放在水平方向的匀强磁场中，弹簧的劲度系数为k，棒ab中通有恒定电流，棒处于平衡状态，并且弹簧的弹力恰好为零．若电流大小不变而方向反向，则()A．每根弹簧弹力的大小为mgB．每根弹簧弹力的大小为2mgC ．弹簧形变量为mg kD ．弹簧形变量为2mg k解析：选AC ．电流方向改变前，对棒受力分析，根据平衡条件可知，棒受到的安培力竖直向上，大小等于mg ；电流方向改变后，棒受到的安培力竖直向下，大小等于mg ，对棒受力分析，根据平衡条件可知，每根弹簧弹力的大小为mg ，弹簧形变量为mg k，选项A 、C 正确．10.如图所示，两平行光滑金属导轨CD 、EF 间距为L ，与电动势为E 0的电源相连，质量为m 、电阻为R 的金属棒ab 垂直于导轨放置构成闭合回路，回路平面与水平面成θ角，回路其余电阻不计．为使ab 棒静止，需在空间施加的匀强磁场磁感应强度的最小值及其方向分别为( )A ．mgR E 0L，水平向右 B ．mgR cos θE 0L，垂直于回路平面向上 C ．mgR tan θE 0L，竖直向下 D ．mgR sin θE 0L，垂直于回路平面向下 解析：选D ．对金属棒受力分析，受重力、支持力和安培力，如图所示；从图可以看出，当安培力沿斜面向上时，安培力最小，故安培力的最小值为：F A ＝mg sin θ，故磁感应强度的最小值为B ＝F A IL ＝mg sin θIL ，根据欧姆定律，有E 0＝IR ，故B ＝mgR sin θE 0L，故D 正确．11.已知直线电流在其空间某点产生的磁场，其磁感应强度B 的大小与电流强度成正比，与点到通电导线的距离成反比．现有平行放置的三根长直通电导线，分别通过一个直角三角形△ABC 的三个顶点且与三角形所在平面垂直，如图所示，∠ACB ＝60°，O 为斜边的中点．已知I1＝2I2＝2I3，I2在O点产生的磁场磁感应强度大小为B，则关于O点的磁感应强度，下列说法正确的是()A．大小为2B，方向垂直AB向左B．大小为23B，方向垂直AB向左C．大小为2B，方向垂直AB向右D．大小为23B，方向垂直AB向右解析：选B．导线周围的磁场的磁感线，是围绕导线形成的同心圆，空间某点的磁场沿该点的切线方向，即与该点和导线的连线垂直，根据右手螺旋定则，可知三根导线在O点的磁感应强度的方向如图所示．已知直线电流在其空间某点产生的磁场，其磁感应强度B 的大小与电流强度成正比，与点到通电导线的距离成反比，已知I1＝2I2＝2I3，I2在O点产生的磁场磁感应强度大小为B，O点到三根导线的距离相等，可知B3＝B2＝B，B1＝2B，由几何关系可知三根导线在平行于AB方向的合磁场为零，垂直于AB方向的合磁场为23B.综上可得，O点的磁感应强度大小为23B，方向垂直于AB向左．故B正确，A、C、D 错误．12．(多选)光滑平行导轨水平放置，导轨左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连，右端与半径为L＝20 cm的两段光滑圆弧导轨相接，一根质量m＝60 g、电阻R＝1 Ω、长为L的导体棒ab，用长也为L的绝缘细线悬挂，如图所示，系统空间有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度B＝0.5 T，当闭合开关S后，导体棒沿圆弧摆动，摆到最大高度时，细线与竖直方向成θ＝53°角，摆动过程中导体棒始终与导轨接触良好且细线处于张紧状态，导轨电阻不计，sin 53°＝0.8，g＝10 m/s2，则()A．磁场方向一定竖直向下B．电源电动势E＝3.0 VC．导体棒在摆动过程中所受安培力F＝3 ND．导体棒在摆动过程中电源提供的电能为0.048 J解析：选AB．导体棒向右沿圆弧摆动，说明受到向右的安培力，由左手定则知该磁场方向一定竖直向下，A项正确；导体棒摆动过程中只有安培力和重力做功，由动能定理知BIL·L sin θ－mgL(1－cos θ)＝0，代入数值得导体棒中的电流为I＝3 A，由E＝IR得电源电动势E＝3.0 V，B项正确；由F＝BIL得导体棒在摆动过程中所受安培力F＝0.3 N，C项错误；由能量守恒定律知电源提供的电能W等于电路中产生的焦耳热Q和导体棒重力势能的增加量ΔE的和，即W＝Q＋ΔE，而ΔE＝mgL(1－cos θ)＝0.048 J，D项错误．13．(多选)某同学自制的简易电动机示意图如图所示．矩形线圈由一根漆包线绕制而成，漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出，并作为线圈的转轴．将线圈架在两个金属支架之间，线圈平面位于竖直面内，永磁铁置于线圈下方．为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来，该同学应将()A．左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉B．左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉C．左转轴上侧的绝缘漆刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉D．左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉解析：选AD．若将左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉，这样当线圈在图示位置时，线圈的上下边受到水平方向的安培力而转动，转过一周后再次受到同样的安培力而使其连续转动，选项A正确；若将左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉，则当线圈在图示位置时，线圈的上下边受到安培力而转动，转过半周后再次受到相反方向的安培力而使其停止转动，选项B 错误；左转轴上侧的绝缘漆刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉，电路不能接通，故不能转起来，选项C 错误；若将左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉，这样当线圈在图示位置时，线圈的上下边受到安培力而转动，转过半周后电路不导通，转过一周后再次受到同样的安培力而使其连续转动，选项D 正确．14．光滑的金属轨道分水平段和圆弧段两部分，O 点为圆弧的圆心．两金属轨道之间的宽度为0.5 m ，匀强磁场方向如图所示，大小为0.5 T ．质量为0.05 kg 、长为0.5 m 的金属细杆置于金属水平轨道上的M 点．当在金属细杆内通以电流强度为2 A 的恒定电流时，金属细杆可以沿轨道由静止开始向右运动．已知MN ＝OP ＝1 m ，则下列说法中正确的是( )A ．金属细杆开始运动时的加速度大小为5 m/s 2B ．金属细杆运动到P 点时的速度大小为5 m/sC ．金属细杆运动到P 点时的向心加速度大小为10 m/s 2D ．金属细杆运动到P 点时对每一条轨道的作用力大小为0.75 N解析：选D ．金属细杆在水平方向受到安培力作用，安培力大小F 安＝BIL ＝0.5×2×0.5N ＝0.5 N ，金属细杆开始运动时的加速度大小为a ＝F 安m＝10 m/s 2，选项A 错误；对金属细杆从M 点到P 点的运动过程，安培力做功W 安＝F 安·(MN ＋OP )＝1 J ，重力做功W G ＝－mg ·ON ＝－0.5 J ，由动能定理得W 安＋W G ＝12m v 2，解得金属细杆运动到P 点时的速度大小为v ＝20 m/s ，选项B 错误；金属细杆运动到P 点时的向心加速度大小为a ′＝v 2r＝20 m/s 2，选项C 错误；在P 点金属细杆受到轨道水平向左的作用力F 和水平向右的安培力F 安，由牛顿第二定律得F －F 安＝m v 2r，解得F ＝1.5 N ，每一条轨道对金属细杆的作用力大小为0.75 N ，由牛顿第三定律可知金属细杆运动到P 点时对每一条轨道的作用力大小为0.75 N ，选项D 正确．。
高二物理探究磁场对电流的作用测试题.docx
第1节探究磁场对电流的作用一、单选题（每道小题3分共30分）1 •在图中，标出磁场B 的方向，通屯直导线中电流I 的方向，以及通电直导线所受磁场力F 的方向，其中正确的是 口2. 通电螺线管内有一在磁场力作用下面处于静止的小磁针，磁针指向 如图所示，则[]A. 螺线管的P 端为N 极，a 接电源的正极B. 螺线管的P 端为N 极，a 接电源的负极C. 螺线管的P 端为S 极，a 接电源的止极I ）•螺线管的P 端为S 极，a 接电源的负极3•关于磁感线的描述，错误的是[]A. 磁感线是表示磁场强弱和方向的曲线B. 磁感线是闭合的曲线C. 任意两条磁感线都不能相交D. 自由的小磁针在磁场作用下，将沿磁感线运动x x F x XX X X XA *FCB4•如图所示为两根互相平行的通电直导线a, b的横截面图，a, b中的电流方向己在图中标岀，那么导线a中的电流产生的磁场的磁感线环绕方向及导线b所受的磁场力的方向分别是：[]A.磁感线顺吋针方向，磁场力向左B.磁感线顺时针方向，磁场力向右C.磁感线逆时针方向，磁场力向左\parD.磁感线逆时针方向，磁场力向右5.如图所示，在水平放置的光滑绝缘杆ab上,挂有两个相同的金属环M和N.当两环均通以图示的相同方向的电流时，分析下列说法中，哪种说法正确[]A.两环静止不动B.两环互相靠近C.两环互相远离D.两环同时向左运动6••—根有质量的金属棒MN,两端用细软导线连接后悬挂于a、b两点.棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N,此时悬线上有拉力.为了使拉力等于零，可 []A.适当减小磁感应强度B.使磁场反向C.适当增人电流强度D.使电流反向7.如图所示，载有恒定电流的闭合弹簧线圈环套在条形磁铁的中心位置，则[]bA.环受沿半径向外的安培力，磁铁的磁场穿过环内的磁通量有增犬倾向B. 环受沿半径向外的安培力，磁铁的磁场穿过环内的磁通量有减小倾 向C. 环受沿半径向内的安培力，磁铁的磁场穿过环内的磁通量有增大倾向D. 环受沿半径向内的安培力，磁铁的磁场穿过环内的磁通量有减小倾向8•如图所示，一个闭合线圈套在条形磁铁靠近N极这一端，当在线圈中通以图示方向的电流I 时，贝I 」[]A. 线圈圆面将有被拉大的倾向B. 线圈圆面将有被压小的倾向C. 线圈将向上平移D. 线圈将向S 极一端平移9•如图，四个相同的矩形线圈，通以相同的 电流，同时放在匀强磁场内，线圈平面都与磁场平行，所不同的只是各线圈的转轴00’ 位置不同，下面说法正确的是 []A. C 所受力矩最大氏b 所受力矩最小C. 网个线圈所受力矩各不相同0’ & o'abedD.四个线圈所受力矩相同二、填空题（1-2每题3分,3-4每题4分，第5小题6分，共20分）1. 一面积为S的长方形线圈从图所示的位置在磁感应强度为B的匀强磁场屮转动（转轴与磁场方向垂直）了60°的瞬时，穿过线圈的磁通量 F 二_.2•如图所示，一粗细均匀、重1N的金属丝此，两端用相同的轻弹簧挂起（弹簧下端与金属丝绝缘），放在一方向垂直于纸而向里的匀强磁场（匀强磁场的范围足够大）中，若在金属丝中通入大小为I、方向口 a.至b的电流，此时所受安培力的大小为0. 5N,金属丝下降lmm；若改在b 金属丝中通入大小仍为I但方向自b至a的电流，金属丝应下降______ mm.3.__________________________ 如图，通电导线ab紧靠着竖直导轨恰能匀速下滑，已知ab和导轨间的摩擦系数为0.50,匀强磁场方向竖直向上，ab质量为0.010kg, 则通过ab的电流方向为,ab受的磁场力为_______________ y八_________ （g 取lOm/s2）4•如图所示，止方形线框每边长为L,每边质量为m,可厂绕z轴自由转动，由于线框通入电流而转至图中虚线位置，线框平面和竖直方向夹角为a ,设线框中电流强度为I,方向为逆吋针方向，则与y轴平行的磁场的磁感应强度的方向为 ______ ,大小为5•如图所示，有一正方形线框边长为0・4叫线框平面和匀强磁场的磁感线夹角为30°，现已知线框内磁通量为0・2Wb,则磁场的磁感应强度为B二___T.当线框平面以0为轴逆时针旋转30。
磁场对电流的作用(安培力)专题练习(有答案)
磁场对电流的作用(安培力)专题练习1、一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如图5所示，如果直导线可以自由地运动且通以方向为由a到b的电流，则导线ab受到安培力作用后的运动情况为( )A．从上向下看顺时针转动并靠近螺线管B．从上向下看顺时针转动并远离螺线管C．从上向下看逆时针转动并远离螺线管D．从上向下看逆时针转动并靠近螺线管2、如图所示，一条形磁铁静止在固定斜面上，上端为N极，下端为S极，其一条磁感线如图所示，垂直于纸面方向有两根完全相同的固定导线，它们与磁铁两端的连线都与斜面垂直且长度相等(如图中虚线所示)。
开始两根导线未通电流，斜面对磁铁的弹力、摩擦力的大小分别为F N、F f，后来两根导线通图示方向大小相同的电流后，磁铁仍然静止，则与未通电时相比 ( )A．F N、F f均变大 B．F N不变，F f变小C．F N变大，F f不变 D．F N变小，F f不变3、通有电流的导线L1、L2处在同一平面(纸面)内，L1是固定的，L2可绕垂直纸面的固定转轴O转动(O为L2的中心)，各自的电流方向如图所示．下列哪种情况将会发生( )A．因L2不受磁场力的作用，故L2不动B．因L2上、下两部分所受的磁场力平衡，故L2不动C．L2绕轴O按顺时针方向转动D．L2绕轴O按逆时针方向转动4、两个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，如图6所示．当两线圈中通以图示方向的电流时，从左向右看，线圈L1将( )A．不动B．顺时针转动C．逆时针转动D．在纸面内平动5．如图所示，带负电的金属环绕轴OO′以角速度ω匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后静止时 ( )A．N极竖直向上B．N极竖直向下C．N极沿轴线向左D．N极沿轴线向右6、.欧姆最早是用小磁针测量电流的，他的具体做法是：在地磁场的作用下，小磁针处于水平静止状态，在其上方平行于小磁针放置一长直导线，当导线中通有电流时，小磁针会发生偏转，通过小磁针偏转的角度可测量导线中的电流。
高二物理磁场对电流的作用试题答案及解析
高二物理磁场对电流的作用试题答案及解析1.在赤道上某处有一支避雷针。
当带有负电的乌云经过避雷针上方时，避雷针开始放电，不考虑地磁偏角，则地磁场对避雷针的作用力的方向为（）A．正东B．正北C．正南D．正西【答案】D【解析】由题意可知，避雷针放电时，当中的电流方向沿避雷针向上，而赤道上方磁场方向沿正北方向，根据左手定则可以判断避雷针所受安培力的方向指向正西方向，故只有选项D正确；【考点】安培力的方向2.如图，通电直导线处于足够大的匀强磁场中，导线与水平面夹角，导线中通过的电流为I，为了增大导线的安培力，可采取的办法是A．增大电流IB．减小磁感应强度BC．把通电直导线在纸面内绕O点顺时针旋转300D．把通电直导线在纸面内绕O点逆时针旋转600【答案】A【解析】由于磁场的方向是垂直纸面向里的，导线中的电流方向与磁场方向垂直，故导线在纸面内旋转时，电流方向与磁场方向始终是垂直的，不能改变安培力的大小，所以C、D是不对的；A中增大电流是增大安培力的一个方法，而减小磁感应强度会减小安培力，故A是正确的，B是不对的。
【考点】磁场对电流的力的作用。
3.（8分）如图，匀强磁场的磁感应强度方向竖直向上，一倾角为α的光滑斜面上静止一根长为L、重力为G、通有电流I的金属棒。
求：（1）匀强磁场的磁感应强度大小；（2）导体棒对斜面的压力大小。
【答案】（1）（2）【解析】（1）由平衡得：（ 4分）(2 ) 由平衡得：（ 2分）（ 2分）【考点】安培力4.如图所示，一个边长L、三边电阻相同的正三角形金属框放置在磁感应强度为B的匀强磁场中。
若通以图示方向的电流(从A点流入，从C点流出)，电流强度I，则金属框受到的磁场力为（）A．0B．ILBC．ILBD．2ILB【答案】 B【解析】试题分析: 设流过角形ABC的电流是I1，AC边的电流是I2，就有I1+ I2=I，由安培力公式F=BILsinθ分析答题，其中L是通电导线的有效长度，是导线在磁场中两端点间的距离，角形ABC的有效长度就是AC的长度L，它的安培力F1=BI1L；AC边受到的安培力F2=BI2L，所以金属框受到的磁场力F= F1+ F2=B（I1+ I2）L=BIL，所以选B【考点】安培力5.在磁场中的同一位置，先后引入长度相等的直导线a和b，a、b导线的方向均与磁场方向垂直，但两导线中的电流不同，因此所受的力也不一样．下列几幅图象表现的是导线所受的安培力F与通过导线的电流I的关系．a、b各自有一组F、I的数据，在图象中各描出一个点．在下图中，请判断描绘正确的是()【答案】BC【解析】根据安培力公式F=BIL可知，在B和L相同时，F与I成正比，因此F-I图象为一过原点直线，BC正确。
高二物理磁场对电流的作用试题
高二物理磁场对电流的作用试题1.如图所示，质量为m的金属框用绝缘轻质细线悬挂，金属框有一半处于水平且与框面垂直的匀强磁场中。
从某时刻开始，磁感应强度均匀减小，则在磁感应强度均匀减小的过程中，关于线的拉力大小，下列说法正确的是：A．大于环重力mg，并保持恒定B．始终等于环重力mgC．大于环重力mg，并逐渐减小D．大于环重力mg，并保持恒定【答案】C【解析】磁感应强度均匀减小，穿过回路的磁通量均匀减小，根据法拉第电磁感应定律得知，回路中产生恒定的电动势，感应电流也恒定不变．由楞次定律可知，感应电流方向：顺时针，再由左手定则可得，安培力的合力方向：竖直向下．ab棒所受的安培力F=BIL，可知安培力F均匀增大，金属环ab始终保持静止，则拉力大于重力，由于磁感应强度均匀减小．所以拉力的大小也逐渐减小，故C正确，ABD均错误．【考点】法拉第电磁感应定律及左手定则。
2.长为L的通电直导线放在倾角为θ的光滑斜面上，并处在磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示，当B方向竖直向上，电流为I1时导体处于平衡状态，若B方向改为垂直斜面向上，则电流为I2时导体处于平衡状态，电流比值I1/I2应为（）cosθ B．1/ cosθ C．sinθ D．1/ sinθ【答案】B【解析】若磁场方向竖直向上，则安培力水平方向．由平衡条件可得：，若磁场方向垂直于斜面向上，则安培力沿斜面向上．由平衡条件可得：则，B 正确。
【考点】考查了安培力的计算3.如图所示,条形磁铁放在桌面上,一根通电直导线由S极的上端平移到N极的上端的过程中,导线保持与磁铁垂直,导线的通电方向如图所示.则这个过程中磁铁受到的摩擦力(磁铁保持静止) ( ) A．为零B．方向由左变为向右C．方向保持不变D．方向由右变为向左【答案】B【解析】首先磁铁上方的磁感线从N极出发回到S极，是曲线，直导线由S极的上端平移到N 极的上端的过程中，电流的受力由左上方变为正上方再变为右上方，根据牛顿第三定律磁铁受到的力由右下方变为正下方再变为左下方，磁铁静止不动，所以所受摩擦力方向由向左变为向右。
高二物理磁场对电流的作用试题
高二物理磁场对电流的作用试题1.在磁场中某一点，已经测出一段0.5 cm长的导线中通入0.01 A电流时，受到的安培力为5.0×10－6 N，则下列说法正确的是()A．该点磁感应强度大小一定是0.1 TB．该点磁感应强度大小一定不小于0.1 TC．该点磁感应强度大小一定不大于0.1 TD．该点磁感应强度的方向即为导线所受磁场力的方向【答案】 B【解析】试题分析: 通电导线在磁场中的受到安培力作用，由公式F=BILsinθ求出磁感应强度的大小,由公式F=BILsinθ，可知当夹角为90°时磁感应强度最小，此时：B＝=0.1T因此B≥0.1T，故B正确．【考点】安培力2.如图所示，在“研究影响通电导体所受磁场力的因素”实验中，要使导体棒的悬线摆角增大，以下操作可行的是A．增大导体棒中的电流B．减少磁铁的数量C．颠倒磁铁磁极的上下位置D．改变导体棒中的电流方向【答案】A【解析】要使导体棒的悬线摆角增大就是要增大安培力，根据安培力可知增大导体棒中的电流可以增大F，则A正确；减少磁铁的数量其实就是磁感应强度B减小，则F减小，则B错；颠倒磁铁磁极的上下位置是改变磁场方向而没有改变磁场强弱，所以安培力大小不会变，则C错；改变导体棒中的电流方向没有改变电流大小，它只是改变了安培力方向而未改变安培力大小，则D错。
【考点】本题考查安培力计算。
3.通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内.电流方向如图所示，ad边与MN平行，关于MN的磁场对线框的作用，下列叙述正确的是 ()A．线框所受安培力合力向右B．线框所受安培力合力为零C．线框有两条边所受的安培力方向相同D．线框有两条边所受的安培力大小相同【答案】D【解析】ad边受向左的安培力，bc边受到向右的安培力，ab边受到向下的安培力，dc受到向上的安培力；ad边受到的安培力大于cb边，ab边受到的安培力等于dc受到受到的安培力；故合力向左，故A错误，B错误；直导线中的电流方向由M到N，根据安培定则，导线右侧区域磁感应强度方向向内，根据左手定则，ad边受向左的安培力，bc边受到向右的安培力，ab边受到向下的安培力，dc受到向上的安培力，方向全不同，故C错误；离MN越远的位置，磁感应强度越小，故根据安培力公式F=BIL，ad边受到的安培力大于bc边，ab边受到的安培力等于dc受到受到的安培力，故D正确。
高三物理磁场对电流的作用试题
高三物理磁场对电流的作用试题1.如图所示，为三个有界匀强磁场，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直纸面向外、向里和向外，磁场宽度均为L，在磁场区域的左侧边界处，有一边长为L的正方形导体线框，总电阻为R，且线框平面与磁场方向垂直，现用外力F使线框以速度v匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，规定电流沿逆时针方向时的电动势E为正，外力F向右为正．则以下能反映感应电动势E和外力F随时间变化规律的图象是（）【答案】AD【解析】根据楞次定律判断可知，安培力阻碍导体与磁场间的相对运动，所以线框所受的安培力方向向左，由平衡条件得知外力方向一直向右，为正．t在时间内，线框通过左边的磁场，根据楞次定律判断可得感应电动势方向沿顺时针，为负值．产生的感应电动势为，感应电流为，外力等于安培力，为；在时间内，线框从左边磁场进入中间磁场，线框的左边和右边都产生磁感线产生感应电动势，根据楞次定律判断可得感应电动势方向沿逆时针，为正值．回路中总的感应电动势为，感应电流为，外力等于安培力，为；在时间内，线框从中间磁场进入右边磁场，线框的左边和右边都产生磁感线产生感应电动势，根据楞次定律判断可得感应电动势方向沿顺时针，为负值．回路中总的感应电动势为，感应电流为，外力等于安培力，为；在时间内，从右边磁场穿出，根据楞次定律判断可得感应电动势方向沿逆时针，为正值．产生的感应电动势为，感应电流为，外力等于安培力，为；所以根据数学知识可知，AD正确．【考点】考查了电磁感应中切割类问题2.两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，底端接阻值为R的电阻。
将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，如图所示。
除电阻R外其余电阻不计。
现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放。
则A．释放瞬间金属棒的加速度小于重力加速度gB．金属棒向下运动时，流过电阻R的电流方向为b→aC．金属棒的速度为v时，所受的安培力大小为D．电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少【答案】BC【解析】A、金属棒释放瞬间，速度为零，感应电流为零，由于弹簧处于原长状态，因此金属棒只受重力作用，故其加速度的大小为g，故A错误；B、根据右手定责可知，金属棒向下运动时，流过电阻R电流方向为b→a，故B正确；C、当金属棒的速度为v时，E=BLv，安培力大小为：F＝BIL＝，故C正确；D、当金属棒下落到最底端时，重力势能转化为弹性势能和焦耳热，所以电阻R上产生的总热量小于金属棒重力势能的减少，故D错误．故选AC．【考点】右手定则；安培力的计算。
磁场磁场对电流的作用练习题
磁场 磁场对电流的作用考点一 磁场 描述磁场的物理量【例1】如图11-1-1所示，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过小磁针的正上方时，磁针的S 极向纸内偏转，这一束带电粒子可能是（极向纸内偏转，这一束带电粒子可能是（ ））①向右飞行的负离子①向右飞行的负离子 ②向左飞行的负离子②向左飞行的负离子②向左飞行的负离子 ③向右飞行的正离子③向右飞行的正离子 ④向左飞行的正离子④向左飞行的正离子④向左飞行的正离子 A ．①③．①③ B B B．②③．②③．②③ C C C．①④．①④．①④ D D D．②④．②④．②④【例2】一小磁针静止在通电螺线管内部，螺线管通过如图11-1-2所示的电流，则下列说法中正确的是（法中正确的是（ ））A ．螺线管左端是N 极，小磁针左端也是N 极B ．螺线管左端是S 极，小磁针左端也是S 极C ．螺线管左端是N 极，小磁针左端是S 极D ．螺线管左端是S 极，小磁针左端是N 极 考点二、描述磁场的物理量【例3】关于磁感线的概念和性质，下列说法中正确的是（】关于磁感线的概念和性质，下列说法中正确的是（ ））A ．磁场中任意两条磁感线可能相交．磁场中任意两条磁感线可能相交B ．磁感线上各点的切线方向就是各点的磁感应强的方向．磁感线上各点的切线方向就是各点的磁感应强的方向C ．铁屑在磁场中分布所形成的曲线就是磁感线．铁屑在磁场中分布所形成的曲线就是磁感线D ．磁感线总是从磁体N 极出发指向磁体的S 极【例4】关于磁场中某点的磁感应强度，下列说法正确地是】关于磁场中某点的磁感应强度，下列说法正确地是( ) ( )A ．由B=F/IL 可知，B 与F 成正比，与IL 的乘积成反比的乘积成反比 B ．B 的大小与IL 的乘积无关，由磁场本身决定的乘积无关，由磁场本身决定C ．长通电螺线管周围的磁场是匀强磁场．长通电螺线管周围的磁场是匀强磁场D ．B 的方向与通电导线的受力方向相同的方向与通电导线的受力方向相同 考点三、 安培力、左手定则例5、 如图11-1-4所示，三根通电直导线P 、Q 、R 互相平行，通过正三角形的三个顶点，三条导线通入大小相等，三条导线通入大小相等，方向垂直纸面向里的电流；方向垂直纸面向里的电流；方向垂直纸面向里的电流；通电直导线产生磁场的磁感应强度通电直导线产生磁场的磁感应强度B =KI/r ，I 为通电导线的电流强度，r 为距通电导线的距离的垂直距离，K 为常数；则R 受到的磁场力的方向是（到的磁场力的方向是（ ））轴负方向A．垂直R，指向y轴负方向B．垂直R，指向y轴正方向轴正方向轴正方向C．垂直R，指向x轴正方向轴负方向D．垂直R，指向x轴负方向考点四、安培力作用下的平衡问题例8．如图11-2-8所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁两极的正上方，导）线可以自由转动，当导线通入图示方向电流I时，导线的运动情况是（从上往下看）（ ）顺时针转动，同时下降A．顺时针转动，同时下降顺时针转动，同时上升B．顺时针转动，同时上升逆时针转动，同时下降C．逆时针转动，同时下降D．逆时针转动，同时上升逆时针转动，同时上升一、选择题一、选择题1．一根容易形变的弹性导线，两端固定．导线中通有电流，方向如图8－1－17中箭头所示．当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是() 5．如图8－1－22所示，两个完全相同的闭合导线环挂在光滑绝缘的水平横杆上，当导线环两个完全相同的闭合导线环挂在光滑绝缘的水平横杆上，当导线环中通有同向电流时(如图)，两导线环的运动情况是() A．互相吸引，电流大的环其加速度也大．互相吸引，电流大的环其加速度也大B．互相排斥，电流小的环其加速度较大．互相排斥，电流小的环其加速度较大C．互相吸引，两环加速度大小相同．互相吸引，两环加速度大小相同D．互相排斥，两环加速度大小相同．互相排斥，两环加速度大小相同7．如图8－1－24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135°..流经方向(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°导线的电流为I，方向如图中箭头所示．导线段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)ILBB．方向沿纸面向上，大小为(2－1)ILBC．方向沿纸面向下，大小为(2＋1)ILBD．方向沿纸面向下，大小为(2－1)ILB的金属＝36，磁场中(如图30°，则电子的质量是°，则电子的质量是°，则电子的质量是 ，穿透磁场的时间是，穿透磁场的时间是，穿透磁场的时间是 。
高三物理复习练习题【磁场及磁场对电流的作用】
高三物理复习练习题【磁场及磁场对电流的作用】(满分100分 用时45分钟)一、选择题(本题共10个小题，每小题6分，共60分.1～7题为单选题，8～10题为多选题．)1．分别置于a 、b 两处的长直导线垂直纸面放置，通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，a 、b 、c 、d 在一条直线上，且ac ＝cb ＝bd .已知c 点的磁感应强度大小为B 1，d 点的磁感应强度大小为B 2.若将b 处导线的电流切断，则( )A ．c 点的磁感应强度大小变为12B 1，d 点的磁感应强度大小变为12B 1－B 2B ．c 点的磁感应强度大小变为12B 1，d 点的磁感应强度大小变为12B 2－B 1C ．c 点的磁感应强度大小变为B 1－B 2，d 点的磁感应强度大小变为12B 1－B 2D ．c 点的磁感应强度大小变为B 1－B 2，d 点的磁感应强度大小变为12B 2－B 12．质量为m 、长为L 的直导体棒放置于四分之一光滑圆弧轨道上，整个装置处于竖直向上磁感应强度为B 的匀强磁场中，直导体棒中通有恒定电流，平衡时导体棒与圆弧圆心的连线与竖直方向成60°角，其截面图如图所示．则下列关于导体棒中的电流方向、大小分析正确的是( )A ．导体棒中电流垂直纸面向外，大小为3mgBL B ．导体棒中电流垂直纸面向外，大小为3mg3BL C ．导体棒中电流垂直纸面向里，大小为3mgBL D ．导体棒中电流垂直纸面向里，大小为3mg3BL3．如图所示，磁感应强度大小为B 的匀强磁场方向斜向右上方，与水平方向所夹的锐角为45°.将一个34金属圆环ab 置于磁场中，圆环的圆心为O ，半径为r ，两条半径Oa 和Ob 相互垂直，且Oa 沿水平方向．当圆环中通以电流I 时，圆环受到的安培力大小为( )A.2BIrB.32πBIr C ．BIrD.2BIr4．如图所示，导体棒ab 用绝缘细线水平悬挂，通有由a 到b 的电流．ab 正下方平放一圆形线圈，线圈通过导线、开关与直流电源连接．开关闭合瞬间，导体棒ab 将( )A ．向外摆动B ．向里摆动C ．保持静止，细线上张力变大D ．保持静止，细线上张力变小5．如图，在匀强磁场中，两根平行固定放置的长直导线a 和b 通有大小相等、方向相反的电流，匀强磁场方向与两根导线所在平面平行且垂直于两根导线，此时a 受到的磁场力大小为F 1.若撤去b ，保留匀强磁场，则a 受到的磁场力大小为F 2；若撤去匀强磁场，保留b ，则a 受到的磁场力大小为( )A ．F 1－F 2B.F 1＋F 2C.F 21－F 22D.F 21＋F 226．如图所示，三根长均为L 的直导线水平放置，截面构成以A 为顶点的等腰直角三角形．其中导线A 、B 电流的方向垂直纸面向里，导线C 中电流的方向垂直纸面向外．若导线B 、C 中的电流在导线A 所在位置处产生的磁感应强度的大小均为B 0，导线A 通过的电流大小为I ，则导线A 受到的安培力的大小和方向为( )A.2B 0IL ，水平向左B.2B 0IL ，水平向左C.2B 0IL ，竖直向上D.2B 0IL ，竖直向上7．如图所示的坐标系中有两个半径均为r 的圆形线圈L 1、L 2，分别垂直于x 轴和y 轴放置，其圆心O 1和O 2的坐标分别为(3r,0)、(0，3r )，给线圈L 1通电流3I 0(从右向左看为逆时针方向)，给线圈L 2通电流4I 0(从上向下看为逆时针方向)．据相关电磁学理论可以知道，圆环形电流在其中心轴线上产生的磁感应强度B ＝μIr 22(r 2＋Z 2)32，其中μ为真空磁导率，I 为圆环中电流，r 为圆环半径，Z 为中心轴线上任意一点到圆环圆心的距离．据此可推算出两通电线圈在坐标原点O 处产生的磁感应强度的大小和方向为( )A.5μI 016r ，方向指向第一象限B.5μI 08r ，方向指向第一象限C.5μI 032r，方向指向第三象限 D.5μI 0r 216r 32，方向指向第三象限8．央视《是真的吗》节目做了如下实验：用裸露的铜导线绕制成一根无限长螺旋管，将螺旋管固定在绝缘水平桌面上，用一节干电池和两磁铁制成一个“小车”，两导电磁铁的同名磁极粘在电池的正、负两极上，只要将这辆小车推入螺旋管中，小车就会加速运动起来，如图所示．图中电池所在处的线圈没有画出，关于小车的运动，以下说法正确的是( )A ．图中小车的加速度方向向右B ．小车加速运动的能量源于安培力做功C ．将小车上两磁铁均改为S 极与电池粘连，小车的加速度方向会改变D ．将小车上两磁铁均改为S 极与电池粘连，小车的加速度方向不会改变9．如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L 1、L 2，L 1中的电流方向向左，L 2中的电流方向向上；L 1的正上方有a 、b 两点，它们相对于L 2对称．整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为B 0，方向垂直于纸面向外．已知a 、b 两点的磁感应强度大小分别为13B 0和12B 0，方向也垂直于纸面向外．则( )A ．流经L 1的电流在b 点产生的磁感应强度大小为712B 0B ．流经L 1的电流在a 点产生的磁感应强度大小为112B 0C ．流经L 2的电流在b 点产生的磁感应强度大小为112B 0D ．流经L 2的电流在a 点产生的磁感应强度大小为712B 010．如图所示，无限长水平直导线中通有向右的恒定电流I ，导线正下方沿竖直方向固定一正方形线框，线框中也通有沿顺时针方向的恒定电流I ，线框的边长为L ，线框上边与直导线平行，且到直导线的距离也为L ，已知在长直导线的磁场中距长直导线r 处的磁感应强度大小为B ＝k Ir ，线框的质量为m ，则释放线框的一瞬间，线框的加速度可能为( )A ．0 B.kI 2m －g C.kI 22m－g D.g －kI 2m选 择 题 答 题 栏题号12345678910答案二、计算题(本题共2个小题，共40分)11．(20分)如图所示，两条平行的光滑金属导轨所在平面与水平面的夹角为θ，间距为d.导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直．质量为m的金属棒被固定在导轨上，距底端的距离为s，导轨与外接电源相连，使金属棒通有电流．金属棒被松开后，以加速度a沿导轨匀加速下滑，金属棒中的电流始终保持恒定，重力加速度为g.求下滑到底端的过程中，金属棒(1)末速度的大小v；(2)通过的电流大小I；(3)通过的电荷量Q.12.(20分)电磁弹射器是航空母舰上的一处舰载机起飞装置，已由美国福特号航母首先装备，我国未来的航母将采用自行研制的电磁弹射器．电磁弹射系统包括电源、强迫储能装置、导轨和脉冲发生器等等．其工作原理可简化为如图所示，上下共4根导轨，飞机前轮下有一牵引杆，与飞机前轮连为一体，可收缩并放置在飞机的腹腔内．起飞前牵引杆伸出至上下导轨之间，强迫储能装置提供瞬发能量，强大的电流从导轨流经牵引杆，牵引杆在强大的安培力作用下推动飞机运行到高速．现有一弹射器弹射某飞机，设飞机质量m＝2×104 kg，起飞速度为v＝60 m/s，起飞过程所受到的阻力恒为机重的0.2倍，在没有电磁弹射器的情况下，飞机从静止开始匀加速起飞，起飞距离为l ＝200 m，在电磁弹射器与飞机的发动机(设飞机牵引力不变)同时工作的情况下，匀加速起飞距离减为50 m，假设弹射过程强迫储能装置的能量全部转化为飞机的动能．g取10 m/s2.(1)请判断图中弹射器工作时磁场的方向；(2)请计算该弹射器强迫储能装置贮存的能量；(3)若假设强迫储能装置释放电能时的平均放电电压为U＝1 000 V，飞机牵引杆的宽度d＝2.5 m，请计算强迫储能装置放电时的电流以及加速飞机所需的磁感应强度B的大小；(4)实际中强迫储能装置的放电电压和功率均为可控，说出两条航母上安装电磁弹射器的优点．答案与精析磁场及磁场对电流的作用1．A c 点的磁场是分别置于a 、b 两处的长直导线中的电流产生的．由安培定则可知分别置于a 、b 两处的长直导线在c 点产生的磁场方向相同，磁感应强度大小均为B 12.由对称性可知，b 处的长直导线在d 点产生的磁场的磁感应强度大小为B 12，方向向下．a 处的长直导线在d 点产生的磁场的磁感应强度大小为B 12－B 2，方向向上．若将b 处导线的电流切断，则c 点的磁感应强度大小变为12B 1，d 点的磁感应强度大小变为12B 1－B 2，选项A 正确．2．C 导体棒受到竖直向下的重力、斜向上的弹力，要使导体棒平衡，应受水平向右的安培力，重力和安培力的合力大小与弹力大小相等，方向相反，由平衡条件有tan 60°＝BIL mg ＝ 3，得导体棒中电流I ＝3mgBL ，再由左手定则可知，导体棒中电流的方向应垂直纸面向里，故只有选项C 正确．3．A 连接题图中a 、b 两点，由几何关系知ab 连线与磁场方向垂直，故金属圆环在磁场中所受安培力的等效长度为 2r ，则所受安培力为2BIr ，A 项正确．4．B 当电键K 闭合时，线圈中有顺时针方向的电流在ab 处产生竖直向下的磁场，由左手定则可知，ab 受力向里．选项B 正确．5．C 由题意知，两根长直导线的电流大小相等、方向相反，根据左手定则可知，a 受到匀强磁场的安培力方向垂直于纸面向里，大小为F 2，a 受到b 产生的磁场的安培力方向水平向左，大小为F 0，二者相互垂直，根据合力和分力的关系及勾股定理，可知a 受到的作用力为两个力的矢量和，即F 1＝ F 20＋F 22；若撤去匀强磁场，保留b ，则a 受到的磁场力大小为F 0＝F 21－F 22，选项C 正确．6．C 导线B 、C 在A 处产生的合磁场方向水平向左，大小为2B 0，则导线A 的安培力F A ＝BIL ＝2B 0IL ，由左手定则可知，安培力方向竖直向上．选项C 正确．7．A 根据B ＝μIr 22(r 2＋Z 2)32可知线圈L 1在O 点产生的磁感应强度大小为B 1＝3μI 0r 22[r 2＋(3r )2]32＝3μI 016r ，由右手螺旋定则可知方向沿x 轴正方向，线圈L 2在O 点产生的磁感应强度大小为B 2＝4μI 0r 22[r 2＋(3r )2]32＝4μI 016r，方向沿y 轴正方向，磁感应强度B 1和B 2方向垂直，所以O 点的磁感应强度大小为B ＝B 21＋B 22＝5μI 016r，方向指向第一象限，A 项正确． 8．BC 因磁铁导电，图中电池所在处的线圈中有自左向右的电流，其余部分没有电流．通电线圈在电池两端磁极的作用下所受安培力沿轴线方向的分力水平向右，其反作用力使小车向左加速运动，B 项正确，A 项错误；若将小车上两磁铁均改为S 极与电池粘连，线圈的受力方向改变了，它对小车的作用力也改变了，此时小车加速度方向也要发生改变，C 项正确，D 项错误．9．AC 由对称性可知，流经L 1的电流在a 、b 两点产生的磁感应强度大小相等，设为B 1，流经L 2的电流在a 、b 两点产生的磁感应强度大小相等但方向相反，设其大小为B 2，由磁场叠加原理有B 0－B 1－B 2＝13B 0，B 0－B 1＋B 2＝12B 0，联立解得B 1＝712B 0，B 2＝112B 0，所以A 、C 正确．10．AC 线框上边所在处的磁感应强度大小为B 1＝k IL ，由安培定则可判断出线框所在处磁场方向为垂直纸面向里，所受安培力的大小为F 1＝B 1IL ＝kI 2，由左手定则可判断出安培力方向向上；线框下边所在处的磁感应强度大小为B 2＝k I2L ，所受安培力的大小为F 2＝B 2IL ＝12kI 2，由左手定则可判断出安培力方向向下；若F 1＝F 2＋mg ，则加速度为零，选项A 正确．若F 1＞F 2＋mg ，则加速度方向向上，由F 1－(F 2＋mg )＝ma ，解得a ＝kI 22m －g ，选项C 正确，B 错误．若F 1＜F 2＋mg ，则加速度方向向下，由F 2＋mg －F 1＝ma ，解得a ＝g －kI 22m，选项D 错误．11．解析 (1)匀加速直线运动v 2＝2as 解得v ＝2as(2)安培力F 安＝IdB金属棒所受合力F ＝mg sin θ－F 安 牛顿运动定律F ＝ma 解得I ＝m (g sin θ－a )dB(3)运动时间t ＝va电荷量Q ＝It解得Q ＝2asm (g sin θ－a )dBa答案 (1)2as (2)m (g sin θ－a )dB(3)2asm (g sin θ－a )dBa12．解析 (1)根据左手定则可知磁场方向竖直向上． (2)由动能定理： (F 0－0.2mg )l ＝12m v 2－0，代入数据得： F 0＝2.2×105 N.由E ＋(F 0－0.2mg )l ′＝12m v 2－0，解得：E ＝2.7×107 J. (3)飞机的加速度为：a 1＝v 22l ′＝6022×50 m/s 2＝36 m/s 2，起飞时间： t 1＝v a 1＝53 s.由E ＝UIt 1得： I ＝EUt 1＝1.62×104 A.由：F0＋BId－0.2mg＝ma1，解得：B＝403 T.(4)可缩短起飞距离，可调节飞机装备质量，增加飞机的装备量．答案(1)竖直向上(2)2.7×107J(3)1.62×104A 403 T(4)航母上安装电磁弹射器的优点为可缩短起飞距离，可调节飞机装备质量，增加飞机的装备量(写出其中两点即可)。
高三物理一轮复习 11.2 磁场对电流的作用练习题
(本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！)1．如右图所示，金属棒MN用绝缘细丝悬吊在垂直于纸面向里的匀强磁场中，电流方向由M→N，此时悬线的拉力不为零．要使悬线的拉力变为零，可采用的办法是()A．将磁场反向，并适当增大磁感应强度B．电流方向不变，并适当增大磁感应强度C．将磁场反向，并适当减小磁感应强度D．电流方向不变，并适当增大电流【解析】根据左手定则，可判出此时电流受到的安培力方向向上，线的拉力不为零，故安培力小于棒的重力．要使悬线的拉力变为零，就应保持安培力方向不变，适当增大安培力．由F＝BIL，保持电流方向不变，适当增大电流或适当增大磁感应强度都可以，B、D项正确．【答案】BD2．在地球赤道上空，沿东西方向水平放置一根通以由西向东电流的导线，则此导线()A．受竖直向上的安培力B．受竖直向下的安培力C．受由南向北的安培力D．受由西向东的安培力【答案】 A3．关于通电直导线所受安培力F、磁感应强度B和电流Ⅰ之间的关系，下列说法正确的是()A．F、B、I三者一定两两垂直B．F必垂直于B、I，但B不一定垂直于IC．B必垂直于F、I，但F不一定垂直于ID．I必垂直于F、B，但F不一定垂直于B【答案】 B4．(2010年长沙一中)如右图所示，放在台秤上的条形磁铁两极未知，为了探明磁铁的极性，在它中央的正上方固定一导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则()A．如果台秤的示数增大，说明磁铁左端是北极B．如果台秤的示数增大，说明磁铁右端是北极C．无论如何台秤的示数都不可能变化D．以上说法都不正确【答案】 A5．(2010年黄冈中学)如右图所示的三维空间内，匀强磁场方向沿＋x方向，在平面xOz内有一通电直导线．若它所受的安培力方向沿＋y方向，则()A．该通电导线一定不会沿平行Ox方向放置B．该通电导线一定平行Oz方向放置C．无论通电导线怎样放置，它总受到＋y方向安培力D．沿＋x方向观察导线中的电流方向，应该向右方向【答案】AD6．如右图所示，在绝缘的水平面上等间距固定着三根相互平行的通电直导线a 、b 和c ，各导线中的电流大小相同，其中a 、c 导线中的电流方向垂直纸面向外，b 导线电流方向垂直纸面向内．每根导线都受到另外两根导线对它的安培力作用，则关于每根导线所受安培力的合力，以下说法中正确的是( )A ．导线a 所受合力方向水平向右B ．导线c 所受合力方向水平向右C ．导线c 所受合力方向水平向左D ．导线b 所受合力方向水平向左【解析】 首先用安培定则判定导线所在处的磁场方向，要注意是合磁场的方向，然后用左手定则判定导线的受力方向．可以确定B 是正确的．【答案】 B7．如右图所示，用三条细线悬挂的水平圆形线圈共有n 匝，线圈由粗细均匀、单位长度的质量为2.5 g 的导线绕制而成，三条细线呈对称分布，稳定时线圈平面水平，在线圈正下方放有一个圆柱形条形磁铁，磁铁的中轴线OO ′垂直于线圈平面且通过其圆心O ，测得线圈的导线所在处磁感应强度大小为0.5 T ，方向与竖直线成30°角，要使三条细线上的张力为零，线圈中通过的电流至少为( )A ．0.1 AB ．0.2 AC ．0.05 AD ．0.01 A【解析】 设线圈半径为R ，通电导线受到的安培力F ＝nBI 2πR ，所受重力为G ＝n 2πRρg ，平衡时有：F sin 30°＝GnBI 2πR sin 30°＝n 2πRρg ，得I ＝2ρg B，代入数据得I ＝0.1 A ．故A 正确． 【答案】 A8．光滑平行导轨水平放置，导轨左端通过开关S 与内阻不计、电动势为E 的电源相连，一根质量为m 、电阻为R 的导体棒ab ，用长为l 的绝缘细线悬挂，悬线竖直时导体棒恰好与导轨良好接触且细线处于张紧状态，如上图所示，系统空间有竖直方向的匀强磁场．当闭合开关S 时，导体棒向右摆出，摆到最大高度时，细线与竖直方向成θ角，则( )A ．磁场方向一定竖直向上B ．导体棒离开导轨前受到向左的安培力C ．导体棒摆到最大高度时重力势能的增加量等于mgl (1－cos θ)D ．导体棒离开导轨前电源提供的电能大于mgl (1－cos θ)【解析】 从题中知道导体棒ab 向右摆动，说明导体棒ab 受到向右的安培力作用，由左手定则可知磁场方向一定竖直向下，A 、B 错误；电源提供的电能转化成了两部分，一部分是电路中所产生的热，另一部分是导体棒的机械能，D 正确；最大高度时， 导体棒重力势能的增加量等于mgl (1－cos θ)，C 正确．【答案】 CD9．如下图甲所示，电流恒定的通电直导线MN ，垂直平放在两条相互平行的水平光滑长导轨上，电流方向由M 指向N ，在两导轨间存在着竖直磁场，取垂直纸面向里的方向为磁感应强度的正方向，当t ＝0时导线恰好静止．若磁感应强度B 按如下图乙所示的余弦规律变化，下列说法正确的是( )A ．在最初的一个周期内，导线在导轨上做往复运动B ．在最初的一个周期内，导线一直向左运动C ．在最初的半个周期内，导线的加速度先增大后减小D ．在最初的半个周期内，导线的速度先增大后减小【解析】 由安培力的表达式F ＝BIL 结合图乙可知，安培力F 在一个周期内随磁感应强度B 的变化而变化，在前14周期内，安培力F 方向不变，大小变小，加速度方向不变，大小变小，由于初速度为零，所以在水平方向上做变加速直线运动；在14周期到12周期内，磁场方向改变，安培力方向改变，加速度方向改变，速度减小，至12周期时速度减小到零，所以D 正确；而后在12周期到34周期内，MN 反向加速，在一个周期结束时又回到原来的位置，即做往复运动，所以A 正确．【答案】 AD10．磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度，其值为B 22μ，式中B 是磁感应强度，μ是磁导率，在空气中μ为一已知常数．为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度，一学生用一根端面面积为A 的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P ，再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离Δl ，并测出拉力F ，如上图所示．因为F 所做的功等于间隙中磁场的能量，所以由此可得磁感应强度B 与F 、A 之间的关系为B ＝________.【解析】 在用力将铁片与磁铁拉开一段距离Δl 的过程中，可认为拉力F 大小不变，利用题目中所给信息“拉力所做的功等于间隙中磁场的能量”列出方程进行求解：拉力F 所做的功W ＝F Δl .间隙中磁场的能量E ＝B 22μ·A ·Δl 由W ＝E 可以解得B ＝2μF A. 【答案】 2μF A 11．据报道，最近已研制出一种可投入使用的电磁轨道炮，其原理如右图所示，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力加速，最后从位于导轨另一端的出口高速射出．设两导轨之间的距离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 .(忽略摩擦力和重力)【解析】 在导轨通有电流I 时，炮弹作为导体受到磁场施加的安培力为F ＝IdB ① 设炮弹加速度的大小为a ，则有F ＝ma ②炮弹在两导轨间做匀加速运动，因而v 2＝2aL ③联立①②③式得I ＝12m v 2BdL， 代入题给数据得I ＝6.0×105 A.【答案】 6.0×105A12．如右图所示，两平行金属导轨间的距离L ＝0.40 m ，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ＝37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B ＝0.50 T 、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 ＝4.5 V 、内阻r ＝0.50 Ω的直流电源．现把一个质量m ＝0.040 kg 的导体棒ab 放在金属导轨上，导体棒恰好静止．导体棒与金属导轨垂直、且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R 0＝2.5 Ω，金属导轨电阻不计，g 取10 m/s 2.已知sin 37°＝0.60，cos 37°＝0.80，求：(1)通过导体棒的电流；(2)导体棒受到的安培力大小；(3)导体棒受到的摩擦力．【解析】 (1)导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路，根据闭合电路欧姆定律有： I ＝E R 0＋r＝1.5 A. (2)导体棒受到的安培力：F 安＝BIL ＝0.30 N.(3)导体棒所受重力沿斜面向下的分力F 1＝mg sin 37°＝0.24 N由于F 1小于安培力，故导体棒受沿斜面向下的摩擦力F f ，如图根据共点力平衡条件 mg sin 37°＋F f ＝F 安解得：F f ＝0.06 N.【答案】 (1)1.5 A (2)0.30 N (3)0.06 N。
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磁场的描述磁场对电流的作用知识点1 磁场、磁感应强度、磁感线1．磁场(1)基本特性：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用．(2)方向：小磁针的N极所受磁场力的方向．2．磁感应强度(1)定义式：B＝FIL(通电导线垂直于磁场)．(2)方向：小磁针静止时N极的指向．(3)磁感应强度是反映磁场性质的物理量．由磁场本身决定，是用比值法定义的．3．磁感线(1)引入：在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致．(2)特点：磁感线的特点与电场线的特点类似，主要区别在于磁感线是闭合的曲线．(3)磁体的磁场和地磁场图911易错判断(1)磁场中某点磁感应强度的方向，跟放在该点的试探电流元所受磁场力的方向一致．(×)(2)磁感线是真实存在的．(×)(3)在同一幅图中，磁感线越密，磁场越强．(√)知识点2 电流的磁场及磁场的叠加1．奥斯特实验奥斯特实验发现了电流的磁效应，即电流可以产生磁场，首次揭示了电与磁的联系．2．安培定则的应用直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场特点无磁极、非匀强，且距导线越远处磁场越弱与条形磁铁的磁场相似，管为匀强磁场且磁场最强，管外为非匀强磁场环形电流的两侧是N极和S极，且离圆环中心越远，磁场越弱安培定则立体图横截面图磁感应强度是矢量，计算时与力的计算方法相同，利用平行四边形定则或正交分解法进行合成与分解．易错判断(1)通电导线周围的磁场是匀强磁场．(×)(2)电流的磁场方向可由右手螺旋定则(或安培定则)判定．(√)(3)一切磁现象都起源于电流或运动电荷，一切磁作用都是电流或运动电荷之间通过磁场而发生的相互作用．(√)知识点3 安培力1．安培力的方向(1)左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面，把手放入磁场中让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么，大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向．(2)两平行的通电直导线间的安培力：同向电流互相吸引，反向电流互相排斥．2．安培力的大小(1)当磁场与电流垂直时，安培力最大，F max＝BIL.(2)当磁场与电流平行时，安培力等于零．易错判断(1)将通电导线放入磁场中，若不受安培力，说明该处磁感应强度为零．(×)(2)安培力可能做正功，也可能做负功．(√)(3)由定义式B＝FIL可知，电流I越大，导线L越长，某点的磁感应强度就越小．(×)[教材习题回访]考查点：安培力的方向1．(粤教版选修3－1P84T1)把一小段通电直导线放入磁场中，导线受到安培力的作用．关于安培力的方向，下列说法中正确的是( )A．安培力的方向一定跟磁感应强度的方向相同B．安培力的方向一定跟磁感应强度的方向垂直，但不一定跟电流方向垂直C．安培力的方向一定跟电流方向垂直，但不一定跟磁感应强度方向垂直D．安培力的方向一定跟电流方向垂直，也一定跟磁感应强度方向垂直考查点：通电螺线管的磁场2．(教科版选修3－1P83T3)(多选)如图912为通电螺线管．A为螺线管外一点，B、C两点在螺线管的垂直平分线上，则下列说确的是( )图912A．磁感线最密处为A处，最疏处为B处B．磁感线最密处为B处，最疏处为C处C．小磁针在B处和A处N极都指向左方D．小磁针在B处和C处N极都指向右方考查点：对磁感应强度的理解3．(教科版选修3－1P92T1)(多选)一小段长为L的通电直导线放在磁感应强度为B的磁场中，当通过它的电流为I时，所受安培力为F.以下关于磁感应强度B的说确的是( )A．磁感应强度B一定等于FILB．磁感应强度B可能大于或等于FILC．磁场电直导线受力大的地方，磁感应强度一定大D．在磁场电直导线也可以不受力考查点：安培力作用下的平衡4．(人教版选修3－1P94T3改编)如图所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度．下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长MN相等，将它们分别挂在天平的右臂下方．线圈有大小相同的电流，天平处于平衡状态．若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是( )安培定则的应用和磁场的叠加1．安培定则的“因”和“果”原因(电流方向)结果(磁场方向)直线电流的磁场大拇指四指环形电流及通电四指大拇指螺线管的磁场2．磁场叠加问题的一般解题思路图914(1)确定磁场场源，如通电导线．(2)定位空间中需求解磁场的点，利用安培定则判定各个场源在这一点上产生的磁场的大小和方向．如图914所示为M、N在c点产生的磁场．(3)应用平行四边形定则进行合成，如图中的合磁场．[题组通关]1．(2018·模拟)在地磁场作用下处于静止的小磁针上方，平行于小磁针水平放置一直导线，当该导线有电流时，小磁针会发生偏转；当通过该导线电流为I 时，小磁针左偏30°，则当小磁针左偏60°时，通过导线的电流为(已知直导线在某点产生的磁场与通过直导线的电流成正比)( )A．2I B．3IC.3I D．无法确定2．(2017·全国Ⅲ卷)如图915所示，在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l.在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零．如果让P中的电流反向、其他条件不变，则a点处磁感应强度的大小为( )图915A ．0 B.33B 0 C.233B 0D ．2B 0(2017·模拟)无限长载流直导线在其周围产生的磁场的磁感应强度B ＝k Id ，其中k ＝2×10－7N/A 2，d 是距离导线中心轴线的距离．两根无限长的直导线A 、C 相距L ＝1 m, 分别载有电流I 1＝3 A 和 I 2＝8 A ，方向如图所示，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，则图中P 点的磁感应强度大小为( )A ．1×10－6T B ．2×10－6T C ．3×10－6 TD ．2.24×10－6T[反思总结] 求解有关磁感应强度的三个关键 1．磁感应强度―→由磁场本身决定．2．合磁感应强度―→等于各磁场的磁感应强度的矢量和(满足平行四边形定则)． 3．牢记判断电流的磁场的方法―→安培定则，并能熟练应用，建立磁场的立体分布模型． 安培力作用下导体的运动分析1．判定导体运动情况的基本思路判定通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势，首先必须弄清楚导体所在位置的磁场磁感线分布情况，然后利用左手定则准确判定导体的受力情况，进而确定导体的运动方向或运动趋势的方向． 2．五种常用判定方法 电流元法分割为电流元―――――→左手定则安培力方向―→整段导体所受合力方向→运动方向特殊位置法在特殊位置→安培力方向→运动方向等效法环形电流小磁针条形磁铁通电螺线管多个环形电流结论法同向电流互相吸引，异向电流互相排斥；两不平行的直线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势转换研究对象法定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动或运动趋势的问题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场的作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向[多维探究]考向1 安培力作用下通电直导线的运动问题1. 一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如图所示，如果直导线可以自由地运动且通以方向为由a到b的电流，则导线ab受到安培力作用后的运动情况为( )A．从上向下看顺时针转动并靠近螺线管B．从上向下看顺时针转动并远离螺线管C．从上向下看逆时针转动并远离螺线管D．从上向下看逆时针转动并靠近螺线管考向2 安培力作用下通电线圈的运动问题2. 一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，如图917所示．当两线圈以图示方向的电流时，从左向右看，线圈L1将( )A．不动B．顺时针转动C．逆时针转动D．在纸面平动[反思总结] 安培力的两个特点(1)应用左手定则判定安培力的方向时，磁感线穿入手心，大拇指一定要与磁感线方向垂直，四指与电流方向一致但不一定与磁感线方向垂直，这是因为：F一定与B垂直，I不一定与B垂直．(2)导体与导体之间、磁体与磁体之间、磁体与导体之间的作用力和其他作用力一样具有相互性，满足牛顿第三定律．安培力作用下的综合问题1．安培力的大小安培力常用公式F＝BIL，要求两两垂直，应用时要满足：(1)B与L垂直；(2)L是有效长度，即垂直磁感应强度方向的长度．图919如弯曲导线的有效长度L等于两端点所连直线的长度(如图919所示)，相应的电流方向沿L由始端流向末端．因为任意形状的闭合线圈，其有效长度为零，所以闭合线圈通电后在匀强磁场中，受到的安培力的矢量和为零．2．通电导线在磁场中的平衡和加速问题的分析思路(1)选定研究对象；(2)变三维为二维，如侧视图、剖面图或俯视图等，并画出平面受力分析图，其中安培力的方向要注意F安⊥B、F安⊥I；(3)列平衡方程或牛顿第二定律方程进行求解．3．安培力做功的特点和实质(1)安培力做功与路径有关，不像重力、电场力做功与路径无关．(2)安培力做功的实质是能量转化．①安培力做正功时将电源的能量转化为导线的动能或其他形式的能．②安培力做负功时将其他形式的能转化为电能后储存起来或转化为其他形式的能．[母题] (2018·模拟)如图9110所示，金属梯形框架导轨放置在竖直平面，顶角为θ，底边ab长为l，垂直于梯形平面有一个磁感应强度大小为B的匀强磁场．在导轨上端再放置一根水平金属棒cd，其质量为m，导轨上接有电源，使abcd构成回路，回路电流恒为I，cd棒恰好静止．已知金属棒和导轨之间接触良好，不计摩擦阻力，重力加速度为g，求：图9110(1)cd棒所受的安培力；(2)cd棒与ab边之间高度差h.[题眼点拨]①“金属梯形框架导轨放置在竖直平面”，该图为侧视图；②“cd棒恰好静止，不计摩擦阻力”，说明安培力和重力平衡．[解析](1)由平衡条件知，F cd＝mg.(2)设金属棒的长度为d，则BId＝mg，可得d＝mgBI设ab边与O点的垂直距离为H由几何关系知，ld＝HH＋h解得：H＝lhd－l在三角形Oab中，tanθ2＝12lH联立解得h＝mgBI－l2tanθ2.[答案](1)F cd＝mg，方向竖直向上(2)mgBI－l2tanθ2[母题迁移]迁移1 安培力的大小和方向1．(2018·模拟)如图9111所示，一个边长为L的正方形金属框竖直放置，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两端与导线相连，由A到B通以如图所示方向的电流(由A点流入，从B点流出)，流过AB边的电流为I，则金属框受到的安培力大小和方向分别为( )图9111A．2BIL竖直向下B．43BIL竖直向上C．BIL竖直向上D．34BIL竖直向下迁移2 通电线框的平衡问题2. 如图9112所示，一劲度系数为k的轻质弹簧，下面挂有匝数为n的矩形线框abcd，bc边长为l，线框的下半部分处在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与线框平面垂直(在图中垂直于纸面向里)，线框以电流I，方向如图9112所示，开始时线框处于平衡状态．令磁场反向，磁感应强度的大小仍为B，线框达到新的平衡，则在此过程中线框位移的大小Δx及方向是( )图9112A．Δx＝2nBIlk，方向向上B．Δx＝2nBIlk，方向向下C．Δx＝nBIlk，方向向上D．Δx＝nBIlk，方向向下迁移3 通电金属棒的运动问题(多选)如图甲所示，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I m，图甲中I所示方向为电流正方向．则金属棒( )甲乙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做正功迁移4 通电金属棒的平衡问题4．如图9114所示，两平行光滑金属导轨CD、EF间距为L，与电动势为E0的电源相连，质量为m、电阻为R的金属棒ab垂直于导轨放置构成闭合回路，回路平面与水平面成θ角，回路其余电阻不计．为使ab棒静止，需在空间施加的匀强磁场磁感应强度的最小值及其方向分别为( )图9114A.mgRE0L，水平向右B.mgR cos θE0L，垂直于回路平面向上C.mgR tan θE0L，竖直向下D.mgR sin θE0L，垂直于回路平面向下[反思总结] 1导体的平衡问题与力学中的平衡问题分析方法是相同的，只不过多了安培力，解题的关键仍是受力分析.2视图转换：对于安培力作用下的力学问题，导体棒的受力往往分布在三维空间的不同方向上，这时应利用俯视图、剖面图或侧视图等，变立体图为二维平面图.3在剖面图中，金属棒可用小圆圈代替，垂直剖面方向的电流可用“⊗”或“⊙”表示，垂直剖面方向的磁场可用“×”或“·”表示，但垂直剖面方向的力不能用“×”或“·”表示.。