2019届高考物理江苏专版一轮复习课时检测(二十七) 磁场的描述 磁场对电流的作用 Word版含解析

课时跟踪检测（二十七）磁场的描述磁场对电流的作用
对点训练：磁感应强度、安培定则
1．[多选](2015·全国卷Ⅱ)指南针是我国古代四大发明之一。

关于指南针，下列说法正
确的是( )
A．指南针可以仅具有一个磁极
B．指南针能够指向南北，说明地球具有磁场
C．指南针的指向会受到附近铁块的干扰
D．在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针不偏转
解析：选BC　指南针是一个小磁体，具有N、S两个磁极，因为地磁场的作用，指南针的N极指向地理的北极，选项A错误，选项B正确。

因为指南针本身是一个小磁体，所以会对附近的铁块产生力的作用，同时指南针也会受到反作用力，所以会受铁块干扰，选项C正确。

在地磁场中，指南针南北指向，当直导线在指南针正上方平行于指南针南北放置时，通电导线产生的磁场在指南针处是东西方向，所以会使指南针偏转，选项D错误。

2．[多选](2018·常熟模拟)磁场中某区域的磁感线如图所示，下列
说法中正确的是( )
A．a、b两处的磁感应强度大小B a＜B b
B．a、b两处的磁感应强度大小B a＞B b
C．一通电直导线分别放在a、b两处，所受的安培力大小一定有F a＜F b
D．一通电直导线分别放在a、b两处，所受的安培力大小可能有F a＞F b
解析：选AD　磁感线越密，磁场越强，故A正确，B错误；通电导线放在a、b两处，但没有说明导线的方向与磁场的方向的关系，其所受安培力的大小关系不确定，故C错误，D正确。

3.电视机显像管的偏转线圈示意图如图所示，某时刻电流方向如图
所示。

则环心O处的磁场方向( )
A．向下
B．向上
C．垂直纸面向里
D．垂直纸面向外
解析：选A　对于左右两个螺线管，由安培定则可以判断出上方均为磁场北极，下方均为磁场南极，所以环心O处的磁场方向向下，即A选项正确。

4．[多选](2016·海南高考)如图(a)所示，扬声器中有一线圈处于磁场中，当音频电流信号通过线圈时，线圈带动纸盆振动，发出声音。

俯视图(b)表示处于辐射状磁场中的线圈(线圈平面即纸面)，磁场方向如图中箭头所示。

在图(b)中( )
A．当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里
B．当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外
C．当电流沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里
D．当电流沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外
解析：选BC　将环形导线分割成无限个小段，每一小段看成直导线，则根据左手定则，当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外，故选项A错误，选项B正确；当电流沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里，故选项C正确，选项D错误。

5.(2018·张家港模拟)如图所示，一根通电直导线放在磁感应强度
B＝1 T的匀强磁场中，在以导线为圆心，半径为r的圆周上有
a、b、c、d四个点，若a点的实际磁感应强度为0，则下列说法中正
确的是( )
A．直导线中电流方向是垂直纸面向里
B．c点的实际磁感应强度也为0
C．d点实际磁感应强度为2 T，方向斜向下，与B夹角为45°
D．以上均不正确
解析：选A　由题意可知，a点的磁感应强度为0，说明通电导线在a点产生的磁感应强度与匀强磁场的磁感应强度大小相等、方向相反，即得到通电导线在a点产生的磁感应强度方向水平向左，根据安培定则判断可知，直导线中的电流方向垂直纸面向里，故A正确。

通电导线在c点产生的磁感应强度大小为B＝1 T，方向水平向右，与匀强磁场方向相同，则c点磁感应强度为2 T，方向与B的方向相同，故B错误。

通电导线在d处的磁感
应强度方向竖直向下，根据磁场的叠加原理可得d点磁感应强度为B d＝B＝T，方向
22
与B的方向成45°斜向下，故C错误。

由上分析可知D错误。

对点训练：判定安培力作用下导体的运动
6．(2018·江阴模拟)如图中甲、乙所示，在匀强磁场中，有两个通电线圈处于如图所示的位置，则( )
A．从上往下俯视，甲中的线圈顺时针转动
B．从上往下俯视，甲中的线圈逆时针转动
C．从上往下俯视，乙中的线圈顺时针转动
D．从上往下俯视，乙中的线圈逆时针转动
解析：选D　根据题图甲所示，由左手定则可知，线圈各边所受安培力都在线圈所在平面内，线圈不会绕OO′轴转动，故A、B错误；根据题图乙所示，由左手定则可知，线圈左、右两边所受安培力分别垂直于纸面向外和向里，线圈会绕OO′轴转动，从上往下俯视，乙中的线圈逆时针转动。

故C错误，D正确。

7．(2018·温州调研)教师在课堂上做了两个小实验，让小明同学印象深刻。

第一个实验叫做“旋转的液体”，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，沿边缘内壁放一个圆环形电极，把它们分别与电池的两极相连，然后在玻璃皿中放入导电液体，例如盐水，如果把玻璃皿放在磁场中，液体就会旋转起来，如图甲所示。

第二个实验叫做“振动的弹簧”，把一根柔软的弹簧悬挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触，通电后，发现弹簧不断上下振动，如图乙所示。

下列关于这两个趣味实验的说法正确的是( )
A．图甲中，如果改变磁场的方向，液体的旋转方向不变
B．图甲中，如果改变电源的正负极，液体的旋转方向不变
C．图乙中，如果改变电源的正负极，依然可以观察到弹簧不断上下振动
D．图乙中，如果将水银换成酒精，依然可以观察到弹簧不断上下振动
解析：选C　图甲中，仅仅调换N、S极位置或仅仅调换电源的正负极位置，安培力方向肯定改变，液体的旋转方向要改变，故A、B均错误。

图乙中，当有电流通过弹簧时，构成弹簧的每一圈导线周围都产生了磁场，根据安培定则知，各圈导线之间都产生了相互的吸引作用，弹簧就缩短了，当弹簧的下端离开水银后，电路断开，弹簧中没有了电流，各圈导线之间失去了相互吸引力，弹簧又恢复原长，使得弹簧下端又与水银接触，弹簧中又有了电流，开始重复上述过程，可以观察到弹簧不断上下振动；如果改变电源的正负极，依然可以观察到弹簧不断上下振动；但是如果将水银换成酒精，酒精不导电，则弹簧将不再上下振动，故选项C正确，D错误。

8.(2018·泰州模拟)通有电流的导线L
、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
解析：选D　由右手螺旋定则可知导线L1上方的磁场的方向为垂直纸面向外，且离导线L1越远的地方，磁场越弱，导线L2上的每一小部分受到的安培力方向水平向右，由于O点的下方磁场较强，则安培力较大，因此L2绕固定转轴O按逆时针方向转动。

故D正确。

对点训练：安培力作用下的平衡和加速问题
9.(2018·镇江模拟)如图所示，弹簧测力计下挂有一长为L、质
量为m的金属棒，金属棒处于磁感应强度垂直纸面向里的匀强磁场
中，棒上通有如图所示方向的电流I，金属棒处于水平静止状态，
若此时弹簧测力计示数大小为F，重力加速度为g，金属棒以外部
分的导线没有处于磁场中且质量不计，则下列说法正确的是( )
A．金属棒所受的安培力方向竖直向上
B．金属棒所受的安培力大小为mg－F
C．若将电流增大为原来的2倍，平衡时弹簧测力计示数会增大为2F
D．若将磁感应强度和金属棒质量同时增大为原来的2倍，平衡时弹簧测力计示数会
增大为2F
解析：选D 由左手定则可知，金属棒所受的安培力方向向下，选项A 错误；由平衡知识可知：mg ＋F 安＝F ，则金属棒所受的安培力大小为F －mg ，选项B 错误；若将电流增大为原来的2倍，则安培力变为原来的2倍，根据F ＝mg ＋F 安可知，平衡时弹簧测力计示数不会增大为2F ，选项C 错误；若将磁感应强度和金属棒质量同时增大为原来的2倍，则安培力变为原来的2倍，根据F ＝mg ＋F 安可知，平衡时弹簧测力计示数会增大为2F ，选项D 正确。

10.[多选]如图所示，质量为m 、长度为L 的直导线用两绝缘细线悬
挂于O 、O ′，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。

磁感应强度方向和大小
可能为( )
A ．z 正向，tan θ
B ．y 正向，mg IL mg IL
C ．z 负向，tan θ
D ．沿悬线向上，sin θ
mg IL mg IL 解析：选BC 本题要注意在受力分析时把立体图变成侧视平面图，然后通过平衡状态的受力分析来确定B 的方向和大小。

若B 沿z 正向，则从O 向O ′看，导线受到的安培力F ＝ILB ，方向水平向左，如图甲所示，导线无法平衡，A 错误。

若B 沿y 正向，导线受到的安培力竖直向上，如图乙所示。

当F T ＝0，且满足
ILB ＝mg ，即B ＝时，导线可以平衡，B 正确。

mg IL 若B 沿z 负向，导线受到的安培力水平向右，如图丙所示。

若满足F T sin
θ＝ILB ，F T cos θ＝mg ，即B ＝，导线可以平衡，C 正确。

mg tan θIL 若B 沿悬线向上，导线受到的安培力垂直于导线指向左下方，如图丁所示，导线无法平衡，D 错误。

考点综合训练
11．(2018·苏州模拟)一条形磁铁放在光滑的斜面上，并用一质
量不计的弹簧连接在顶端的挡板上，磁铁静止时弹簧的伸长量为
x0，将通有方向垂直纸面向外的直导线分别放在a、b、c位置时，弹
簧的伸长量分别为x a、x b、x c，已知a、b、c三点的连线与斜面平行，且b点在条形磁铁的正中央。

则下列正确的是( )
A．x0＝x a＝x b＝x c B．x0＞x a＞x b＞x c
C．x a＞x0＝x b＞x c D．x a＞x b＞x c＞x0
解析：选C　由于条形磁铁的磁感线是从N极出发到S极，所以
可画出磁铁在a处的一条磁感线，其方向是斜向左下方的，如图所示，
由左手定则可判断导线在a点受斜向右下方的安培力F a，由牛顿第三
定律可知磁铁所受作用力F a′的方向是斜向左上方，F a′有沿斜面向下的分力，该分力使得弹簧弹力增大，所以弹簧的伸长量增大；同理可知导线在b点时弹簧的伸长量不变；同理可知导线在c点时弹簧的伸长量减小，则x a＞x0＝x b＞x c，C正确。

12．[多选](2018·南京四校联考)一质量为0.06 kg、长为0.1
m的金属棒MN用两根长度均为1 m的绝缘细线悬挂于天花板的
顶端，现在金属棒所在的空间加一竖直向下的磁感应强度大小为
0.5 T的匀强磁场，当在金属棒中通有恒定的电流后，金属棒能在竖直平面内摆动，当金属棒摆到最高点时，细线与竖直方向的夹角为37°，已知一切阻力可忽略不计，g＝10
m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。

下列正确的说法是( )
A．金属棒在摆动到最高点的过程中，机械能增加
B．金属棒在摆动到最高点的过程中，机械能先增加后减少
C．通入金属棒中的电流为9 A
D．通入金属棒中的电流为4 A
解析：选AD　金属棒的长度用l表示，细线的长度用R表示，则在金属棒上升过程中，安培力做正功，机械能一直增加，A正确，B错误；由动能定理知W安－W重＝0，即BIlR sin 37°＝mgR(1－cos 37°)，代入数值得I＝4 A，C错误，D正确。

13.某同学自制一电流表，其原理如图所示。

质量为m的均匀
细金属杆MN与一竖直悬挂的绝缘轻弹簧相连，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。

MN 的右端连接一绝缘轻指针，可指示出标尺上的刻度。

MN 的长度大于ab ，当MN 中没有电流通过且处于静止时，MN 与矩形区域的ab 边重合，且指针指在标尺的零刻度；当MN 中有电流时，指针示数可表示电流强度。

MN 始终在纸面内且保持水平，重力加速度为g 。

(1)当电流表的示数为零时，求弹簧的伸长量；
(2)为使电流表正常工作，判断金属杆MN 中电流的方向；
(3)若磁场边界ab 的长度为L 1，bc 的长度为L 2，此电流表的量程是多少？
解析：(1)设当电流表示数为零时，弹簧的伸长量为Δx ，则有mg ＝k Δx ，故Δx ＝。

mg k (2)根据左手定则，金属杆中的电流方向为：M →N 。

(3)设电流表满偏时通过MN 的电流为I m ，则有：
BI m L 1＋mg ＝k (L 2＋Δx )，故I m ＝。

kL 2
BL 1答案：(1)　(2)M →N (3)mg k kL 2
BL 1。