人教版高中物理选修3-1第三章 第一节
（精心整理，诚意制作）
第三章第一节
1.首先发现电流磁效应的科学家是
( )
A．安培B．库仑
C．奥斯特 D．法拉第
答案：C
2．磁体与磁体、磁体与电流、电流与电流间的相互作用，以下示意图正确的是( )
答案：ABD
3．(20xx·苏南八校联考)指南针是我国古代四大发明之一，东汉学者王充在《论衡》一书中描述的“司南”是人们公认的最早的磁性定向工具，关于指南针能指示南北方向是由于
( )
A．指南针的两个磁极相互吸引
B．指南针的两个磁极相互排斥
C．指南针能吸引铁、铝、镍等物质
D．地磁场对指南针的作用
答案：D
解析：用指南针指示方向，是由于地球本身是一个大磁体，地球的磁场对磁体产生力的作用，地球的南极是地磁的N极，地球的北极是地磁的S极，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故指南针指示南北方向，因此选项D正确，A、B、C错误．
4．如图所示，假如将一个小磁针放在地球的北极点上，那么小磁针的N极将 ( )
A．指北 B．指南
C．竖直向上 D．竖直向下
答案：D
5．关于宇宙中的天体的磁场，下列说法正确的是
( )
A．宇宙中的许多天体都有与地球相似的磁场
B．宇宙中的所有天体都有与地球相似的磁场
C．指南针在任何天体上都能像在地球上一样正常工作
D．指南针只有在磁场类似于地球磁场的天体上正常工作
答案：AD
6．如果你看过中央电视台体育频道的围棋讲座就会发现，棋子在竖直放置的棋盘上可以移动，但不会掉下来．原来，棋盘和棋子都是由磁性材料制成的．棋子不会掉落是因为
( )
A．质量小，重力可以忽略不计
B．受到棋盘对它向上的摩擦力
C．棋盘对它的吸引力与重力平衡
D．它一方面受到棋盘的吸引，另一方面受到空气的浮力
答案：B#
解析：棋子受力如图所示，磁性棋子受到棋盘的吸引力而对棋盘产生压力，棋盘对棋子有向外的弹力．重力使得棋子有向下滑动的趋势，因此棋子受到棋盘向上的静摩擦力，此力和重力平衡，使得棋子不会滑下来，由于空气浮力远小于重力，故可以忽略不计．
7．20xx年12月31日上午，举世瞩目的上海磁悬浮列车线首次试运行，它是世界上第一条投入商业运营的磁悬浮列车线．运行全程共30km，最高时速可达552km，单向运行约8min.磁悬浮列车上装有电磁体，铁路底部则安装线圈．通过地面线圈与列车上的电磁体排斥力使列车悬浮起来．地面线圈上的极性与列车上的电磁体下极性总保持( ) A．相同 B．相反
C．不能确定 D．以上均不对
答案：A
解析：磁悬浮列车采用磁场力使列车与轨道脱离，减小摩擦阻力，地面线圈与列车上的电磁体间存在斥力，相对的磁极应相同．
8．在1731年，一名英国商人发现，雷电过后，他的一箱新刀叉竟显示出磁性．请应用奥斯特的实验结果，解释这种现象．
答案：闪电产生的强电流产生磁场会使刀叉磁化．
9．一个地质工作者在野外进行地质考察时，发现在某一山脚附近随身携带的指南针指向发生异常，他经过改换位置，指南针仍然出现异常，由此他断定该山峰处存在铁矿藏．你认为他是根据什么下的结论？
答案：铁矿石中的磁铁矿(主要成分Fe
3O
4
)具有磁性，而该山附近指南针指向异常，说明磁
场发生了异常，这一异常很可能是由磁铁矿引起的，由此可判定附近有铁矿藏.
6．如图所示，A为电磁铁，C为胶木称盘，A和C(包括支架)的总质量为M，B为铁片，质量为m，当电磁铁通电，铁片被吸引上升的过程中，轻绳OO′上拉力F的大小为( )
A．F＝Mg
B．mg＜F＜(M＋m)g
C．F＝(M＋m)g
D．F＞(M＋m)g
答案：D
解析：在铁片B上升的过程中，轻绳上的拉力F大小等于A、C的重力Mg和B对A的引力F
的和．
引
在铁片B上升的过程中，对B有F引－mg＝ma，所以F引＝mg＋ma.由牛顿第三定律可知B 对A的引力F′引与A对B的引力F引大小相等、方向相反．所以F＝Mg＋mg＋ma.
7．地球是个大磁场，在地球上，指南针能指南北是因为受到________的作用．人类将在本世纪登上火星．目前，火星上的磁场情况不明，如果现在登上火星，你认为在火星上的宇航员能依靠指南针来导向吗？________(选填“能”、“不能”或“不知道”)答案：地磁场；不能
8．磁带、磁盘等生活中的许多器具都利用了磁体的磁性，请简述它们是怎样利用磁体的磁性来工作的．
答案：以磁带为例，认识磁记录的原理：磁带为一具有磁性敷层的合成树脂长带，用于记录声音和影像．录制时，磁带通过一块电磁铁(磁头)产生的磁场随声音或影像信号的改变而改变．当磁带上的磁性颗粒通过磁头时，变化的磁场会移动磁性颗粒，于是就“写入”了一串相关磁性变化的信息．当播放录制内容时，磁带再次通过磁头，磁带上磁性颗粒的排列方式使通过磁头的电流与录制时的电流一致．如果破坏磁性粒子的排列方式，则可将所录制的内容清除掉．
9．科学研究发现，地球的磁极在缓慢移动，所以地磁场的方向相对地球是变化的，在某地采集到的火山岩石，发现它们在原位置处的磁极显示与指南针的指向是相反的，经测定知该岩石是几十万年前火山喷发形成的．根据以上材料，谈谈你对地磁场的认识．
答案：岩石是在火山喷发时形成的，火山喷出的岩浆在地磁场中被磁化，冷却固化后就记录下了当时地磁场的方向．它的极性与现在指南针的指向相反，说明那时地磁场的方向与现在是相反的．
A．电流元IL在磁场中受力为F，则磁感应强度B一定等于
F IL
B．电流元IL在磁场中受力为F，则磁感应强度可能大于或等于
F IL
C．磁场中电流元受力大的地方，磁感应强度一定大
D．磁场中某点磁感应强度的方向，与电流元在此点的受力方向相同
答案：B
4．长10cm的导线，放入匀强磁场中，它的方向和磁场方向垂直，导线中的电流强度是3.0A，受到的磁场力是1.5×10－3N，则该处的磁感应强度B大小为
( )
A．5.0×10－3T B．5.0×10－2T
C．5.0×10－1T D．5.0T
答案：A
解析：依题：L＝10cm＝10×10－2m
I＝3.0A，F＝1.5×10－3N
所以有B＝
F
IL
＝
1.5×10－3
3.0×10×10－2
T＝5.0×10－3T
故选项A正确．
5．一段电流元放在同一匀强磁场中的四个位置，如图所示，已知电流元的电流I、长度L
和受力F，则可以用F
IL
表示磁感应强度B的是( )
答案：AC
解析：当通电导线垂直于磁场方向时，可用
F
IL
表示B.
6．在匀强磁场中某处P放一个长度为L＝20cm，通电电流I＝0.5A的直导线，测得它受到的最大磁场力F＝1.0N，其方向竖直向上，现将该通电导线从磁场撤走，则P处磁感应强度为
( )、
A．零
B．10T，方向竖直向上
C．0.1T，方向竖直向下
D．10T，方向肯定不沿竖直向上的方向
答案：D
解析：B＝
F
IL
＝
1.0
0.2×0.5
T＝10T
方向不沿力的方向
7．某地地磁场的磁感应强度大约是4.0×10－5T.一根长为500m的电线，电流为10A，该导线受到的最大磁场力是多少？
答案：0.2N
解析：电流处在地磁场中，根据磁感应强度的定义，只有电流与磁场垂直时，所受的磁场力最大．
由公式B＝
F
IL
可得F＝BIL
所以F＝4.0×10－5×10×500N＝0.2N.
8．检验某处有无电场存在，可以用什么方法？检验某处有无磁场存在，可以用什么方法？如果通电导线不受磁场力，该处的磁感应强度一定为零吗？用通电导线至少检测几次就可确定该处有没有磁场存在？
答案：检验某处有无电场可用检验电荷，将检验电荷放于需要检验的位置，若检验电荷受电场力，则有电场；否则无电场．检验某处有无磁场，将一小段通电导线放在需要检验的位置，若通电导线受磁场力，则有磁场；若导线不受力，将导线转动90°，此过程中导线若受力则有磁场，若不受力则可判断该处无磁场，用通电导线至少检测两次就可确定该处有没有磁场存在.
1.下列说法中正确的是
( )
A．电荷在某处不受电场力的作用，则该处的电场强度为零
B．一小段通电导线在某处不受安培力的作用，则该处磁感应强度一定为零
C．把一个试探电荷放在电场中的某点，它受到的电场力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱
D．把一小段通电导线放在磁场中某处，所受的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱
答案：AC
解析：要充分理解电场强度与磁感应强度的区别
2．将一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中，下列图象能正确反映各量间关系的是
( )
答案：BC
3．如图所示，在空间某点A存在大小、方向恒定的两个磁场B1、B2，B1＝3T，B2＝4T，A 点的磁感应强度大小为
( )
A．7T
B．1T
C．5T
D．大于3T小于4T
答案：C
解析：B＝B21＋B22＝32＋42T＝5T
4．下列关于磁感应强度的方向和电场强度的方向的说法，正确的是
( )
A．电场强度的方向与电荷所受的电场力的方向相同
B．电场强度的方向与正电荷所受的电场力的方向相同
C．磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的方向相同
D．磁感应强度的方向与小磁针N极所指的方向相同
答案：BC
5．磁场对放入其中的长为l、电流强度为I、方向与磁场垂直的通电直导线有力的作用，可以用磁感应强度B描述磁场的力的性质，磁感应强度的大小B＝________，在物理学中，用类似方法描述物质基本性质的物理量还有________等．
答案：F
IL
解析：电场强度(电阻、电容、密度等)
6．如图所示，通电导线l垂直放于磁场中，导线长8m，磁感应强度B的值为2T，导线所受的力为32N，求导线中电流的大小．
答案：2A
解析：由F＝BIL得I＝
F
BL
＝
32
2×8
A＝2A.
7．匀强磁场(各点的磁感应强度大小、方向均不变的磁场)中长2cm的通电导线垂直磁场方向，当通过导线的电流为2A时，它受到的磁场力大小为4×10－3N，问：
(1)该处的磁感应强度B是多大？
(2)若电流不变，导线长度减小到1cm，则它受到的磁场力F和该处的磁感应强度B各是多少？
(3)若导线长不变，电流增大为5A，则它受到的磁场力F和该处的磁感应强度B各是多少？
(4)若让导线与磁场平行，该处的磁感应强度多大？通电导线受到的磁场力多大？
答案：(1)0.1T (2)2×10－3N 0.1T (3)10－2N 0.1T (4)0.1T 0
解析：(1)根据磁感应强度的定义B＝
F
IL
＝
4×10－3
2×2×10－2
T＝0.1T.
(2)匀强磁场中该点的磁感应强度由磁场本身来决定，不因导线长度的改变而改变，因
此，B＝0.1T.根据磁感应强度的定义B＝
F
IL
可得，导线长度减小到1cm，则它受磁场力F＝BIL
＝0.1×2×10－2N＝2×10－3N.
(3)匀强磁场中该点的磁感应强度也不因电流的改变而改变，因此，B＝0.1T.根据磁感应
强度的定义B＝
F
IL
可得，电流增大为5A，则它受磁场力F＝BIL＝0.1×5×2×10－2N＝10－2N.
(4)磁感应强度B是磁场本身的性质，与F、I、L无关．若导线与磁场平行，磁感应强度不变．而磁场力为0.
第三章第三节
1.关于磁感线，下列说法中正确的是
( )
A．两条磁感线的空隙处一定不存在磁场
B．磁感线总是从N极到S极
C．磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致
D．两个磁场叠加的区域，磁感线就可能相交
答案：C
解析：磁感线是为了形象描绘磁场而假设的一组有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向表示磁场方向，曲线疏密表示磁场强弱，所以C正确，A不正确．在磁铁外部磁感线从N极到S极，内部从S极到N极，磁感线不相交，所以B、D不正确．
2．用安培提出的分子电流假说可以解释下列哪些现象
( )
A．永久磁铁的磁场B．直线电流的磁场
C．环形电流的磁场D．软铁棒被磁化的现象
答案：AD
解析：分子电流假说是安培为解释磁体的磁现象而提出的，所以选项A、D是正确的，而通电导线周围的磁场是由其内部自由电荷定向移动而产生的宏观电流产生的．分子电流和宏观电流虽然都是运动电荷引起的，但产生的原因是不同的．
3．如下图所示各图中，实线表示磁场的磁感线，依图分析磁场中a点的磁感应强度比b 点的磁感应强度大的图是
( )
答案：AC
解析：磁感线密的地方磁感应强度大
4．(20xx·苏州高二检测)在如图所示的电路中，当开关S断开时，螺线管上方小磁针的N 极的指向如图所示，则当开关S闭合后，小磁针静止时，N极的指向为( )
A．垂直纸面向里
B．垂直纸面向外
C．水平向右
D．水平向左
答案：C
解析：由右手螺旋定则可判定螺线管左侧为N极，右端为S极
5．关于磁通量的说法正确的是
( )
A．磁通量是个反映磁场强弱和方向的物理量
B．某一面积上的磁通量是表示穿过此面积的磁感线的总条数
C．在磁场中所取的面积越大，该面上磁通量一定越大
D．穿过任何封闭曲面的磁通量一定为零
答案：BD
6．19世纪20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：地球磁场是由绕地球的环形电流引起的，则该假设中的电流方向是
( )
A．由西向东垂直磁子午线
B．由东向西垂直磁子午线
C．由南向北沿磁子午线
D．由赤道向两极沿磁子午线
(注：磁子午线是地球磁场N极与S极在地球表面的连线)
答案：B
解析：由于地磁场的N极是地理上的南极，如果地球磁场是由绕地球的环形电流引起的，据安培定则，该环形电流应该由东向西，垂直磁子午线，所以正确选项是B.
7．(20xx·济南高二检测)如图所示是云层之间闪电的模拟图，图中A、B是位于南、北方向带有电荷的两块阴雨云，在放电的过程中在两云的尖端之间形成了一个放电通道，发现位于通道正上方的小磁针N极转向纸里，S极转向纸外，则关于A、B的带电情况说法中正确的是
( )
A．带同种电荷 B．带异种电荷
C．B带正电 D．A带正电
答案：BD
8．如图所示，两块软铁放在螺线管轴线上，当螺线管通电后，两软铁将________(填“吸引”“排斥”或“无作用力”)，A端将磁化为________极．
答案：吸引S
解析：当螺线管通电后，螺线管中的磁场使两根软铁棒磁化，两棒的左端同为N极，右端同为S极，两棒相互吸引，A端磁化出S极．
9．有两个固定的完全相同的通电圆环，通过的电流大小相同，方向如图所示，其中一个位于竖直平面内，另一个位于水平平面内，每个圆环中的电流在它们的共同圆心O处产生的磁感应强度大小均为B，则在O点总磁感应强度多大？
答案：2B
解析：O点总磁感应强度为每个圆环上电流所产生的磁感应强度的矢量和．由安培定则知，水平面内圆环电流在O点产生的磁场竖直向下，竖直平面内的圆环电流在O点产生的磁场垂直纸面向外，两者相互垂直．所以B合＝B2＋B2＝2B.
1.根据安培假设的思想，认为磁场是由于运动电荷产生的，这种思想如果对地磁场也适用，而目前在地球上并没有发现相对地球定向移动的电荷，那么由此推断，地球应该( )
A．带负电 B．带正电
C．不带电D．无法确定
答案：A
解析：根据地球旋转方向及地磁场的分布，地理南极是地磁场北极，地球自转方向自西向东，用右手定则可判断地球带负电．
2．下图是一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图．其工作原理类似打点计时器．当电流从电磁铁的接线柱a流入，吸引小磁铁向下运动时，以下选项中正确的是( )
A．电磁铁的上端为N极，小磁铁的下端为N极
B．电磁铁的上端为S极，小磁铁的下端为S极
C．电磁铁的上端为N极，小磁铁的下端为S极
D．电磁铁的上端为S极，小磁铁的下端为N极
答案：C
解析：当电流从a端流向电磁铁时，据右手螺旋定则，得出电磁铁的上端为N极，此时能吸引小磁铁向下运动，故说明小磁铁的下端为S极．
3．(思维拓展题)磁铁的磁性变弱，需要充磁．充磁的方式有两种，图甲是将条形磁铁穿在通电螺线管中，图乙是将条形磁铁夹在电磁铁之间，a、b和c、d接直流电源，下列接线正确的是
( )
A．a接电源正极，b接电源负极，c接电源正极，d接电源负极
B．a接电源正极，b接电源负极，c接电源负极，d接电源正极
C．a接电源负极，b接电源正极，c接电源正极，d接电源负极
D．a接电源负极，b接电源正极，c接电源负极，d接电源正极
答案：B
解析：充磁时，应使外加磁场与磁铁的磁场方向相同．甲图中，因磁铁在螺线管的内部，应使螺线管内磁感线方向从右向左(即左端是N极，右端是S极)，由安培定则可判定，a接电源正极，b接电源负极；乙图中，同理可知，右端是螺线管N极，左端是S极，由安培定则可判定c接电源负极，d接电源正极，B选项正确．
4．如图所示，一个用毛皮摩擦过的硬橡胶环，当环绕其轴OO′匀速转动时，放置在环的右侧轴线上的小磁针的最后指向是
( )
A．N极竖直向上 B．N极竖直向下
C．N极水平向左 D．N极水平向右
答案：D
解析：用毛皮摩擦过的硬橡胶环带负电，按图示方向转动时，相当于向相反方向流动的环形电流，由安培定则判知；小磁针所在处磁场方向水平向右，小磁针静止时N极指向与磁场方向一致．
5．如图所示，螺线管、蹄形铁芯、环形导线三者相距甚远，当开关闭合后小磁针N极(黑色的一端)的指向正确的是
( )#
A．小磁针a的N极指向正确
B．小磁针b的N极指向正确
C．小磁针c的N极指向正确
D．小磁针d的N极指向正确
答案：BC
6．如图所示，环中电流方向由左向右，且I1＝I2，则圆环中心处的磁场是________．
答案：0
解析：根据安培定则，上半圆环中电流I1在环内产生的磁场垂直纸面向里，下半圆环中电流在环内产生的磁场垂直纸面向外．由于I1和I2关于O点对称，故I1和I2在O处产生的磁场大小相等、方向相反，在O处相互抵消．
7．如图所示，ABCD是一环形导线，在C、D处用导线与直导线ab接通，图中标出了环形电流的磁感线方向，则可知，A、B两端中接电源正极的是________端，放在ab下方的小磁针________极将转向纸外．
答案：B N
解析：由安培定则可知ABCD中电流方向应为B→D→C→A，故B端接电源正极．同理由安培定则可知，ab下方磁场方向应垂直纸面向外．
8．如图所示，框架面积为S，框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则穿过平面的磁通量为________，若使框架绕OO′转过60°角，则穿过线框平面的磁通量为
________；若从初始位置转过90°角，则穿过线框平面的磁通量为________；若从初始位置转过180°角，则穿过线框平面的磁通量变化量为________．
答案：BS；1
2
BS；O；－2BS
解析：在图示位置时，磁感线与线框平面垂直，Φ＝BS.当框架绕OO′轴转过60°时可以
将原图改画成从上面向下看的俯视图，如图所示，Φ＝BS⊥＝BS·cos60°＝1
2
BS.转时90°时，
线框由磁感线垂直穿过变为平行，Φ＝0.线框转过180°时，磁感线仍然垂直穿过线框，只不过穿过方向改变了，因而Φ1＝BS，Φ2＝－BS，△Φ＝Φ2－Φ1＝－2BS.
9．已知北京地面处的地磁场水平分量约为3×10－5T，某校物理兴趣小组做估测磁体附近磁感应强度的实验．他们将一小罗盘磁针放在一个水平放置的螺线管的轴线上，如下图所示．小磁针静止时N极指向y轴正方向，当接通电源后，发现小磁针N极指向与y轴正方向成60°角的方向．请在图上标明螺线管导线的绕向，并求出该通电螺线管在小磁针处产生的磁感应强度大小．(保留一位有效数字)
答案：(1)如图(2)5×10－5T
解析：通电螺线管在坐标原点处产生的磁场沿x轴正方向，由安培定则即可确定电流的绕向．
设螺线管在小磁针处产生的磁场为B x，则有：tan60°＝Bx By .
即B x＝B y tan60°＝3×10－5×3T≈5×10－5T.
第三章第四节
1.关于磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间的关系，正确的说法是( )
A．磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间总是互相垂直的
B．磁场方向一定与安培力方向垂直，但电流方向不一定与安培力方向垂直
C．磁场方向不一定与安培力方向垂直，但电流方向一定与安培力方向垂直
D．磁场方向不一定与电流方向垂直，但安培力方向一定既与磁场方向垂直，又与电流方
向垂直
答案：D
解析：电流放入磁场中，不管电流与磁场是否垂直，安培力均垂直磁场和电流所确定的平面，即安培力总是垂直磁场方向，安培力总是垂直电流方向．
2．(20xx·汕头模拟)如图所示，用两根相同的细绳水平悬挂一段均匀载流直导线MN，电流I方向从M到N，绳子的拉力均为F.为使F＝0，可能达到要求的方法是( )
A．加水平向右的磁场
B．加水平向左的磁场
C．加垂直纸面向里的磁场
D．加垂直纸面向外的磁场
答案：C
解析：为使F＝0，则F安必竖直向上且F安＝mg，由左手定则可判定磁场一定是垂直纸面向里，故选项C正确．
3．一段通电导线平行于磁场方向放入匀强磁场中，导线上的电流方向由左向右，如图所示．在导线以其中心点为轴转动90°的过程中，导线受到的安培力
( )
A．大小不变，方向不变
B．由零增大到最大，方向时刻变
C．由最大减小到零，方向不变
D．由零增大到最大，方向不变
答案：D
解析：导线转动前，电流方向与磁场方向平行，导体不受安培力；当导体转过一个小角度后，电流与磁场不再平行，导体受到安培力的作用；当导体转过90°时，电流与磁场垂直，此时导体所受安培力最大．根据左手定则判断知，力的方向始终不变．选项D正确．4．已知质量为m的通电细杆ab与导轨间的摩擦系数为μ，有电流时，ab恰好在导轨上
静止，如图所示，下图是它的四个侧视图四种可能的匀强磁场方向，其中能使杆ab与导轨之
间摩擦力为零的图是
( )
答案：AB
解析：用左手定则判断各图中导电细杆的受力方向，再判断通电细杆所受的合力．
5．如图所示，接通开关时，观察到金属棒动起来这说明________，断开开关后，将滑动
变阻器的滑动片向左滑动一段距离后，再接通开关时你观察到________；这种现象说明
________．
答案：通电导线在磁场中受到力的作用；金属棒摆动的角度更大些；电流越强，导线受到的安培力越大
6．如图所示，两平行光滑导轨相距为20cm，金属棒MN的质量为10g，电阻R＝8Ω，匀强磁场的磁感应强度B＝0.8T，方向竖直向下，电源电动势E＝10V，内阻r＝1Ω，当电键K闭合时，MN恰好平衡，求变阻器R1的取值为多少？设θ＝45°.
答案：7Ω
解析：先根据左手定则判定安培力的方向，然后根据平衡条件列方程，再利用安培力公式以及闭合电路欧姆定律进行求解．
金属棒平衡时的平面受力图，如图2所示．
当MN平衡时，有mg sinθ－BIL cosθ＝0①
由全电路欧姆定律，得I＝
E
R＋R1＋r
②
由①、②式联立并代入数据，得R1＝7Ω.
7．地球是个大磁体，在赤道上，地磁场可以看成是沿南北方向的匀强磁场．如果赤道某处的磁感应强度大小为0.5×10－4T，在赤道上有一根东西方向的直导线，长为20m，载有从东往西的电流30A.则地磁场对这根导线的作用力有多大？方向如何？
答案：3.0×10－2N；方向垂直指向地面．
解析：地磁场的磁感应强度为0.5×10－4T，方向由南向北；导线垂直于地磁场放置，长度为20m，载有电流30A，则其所受安培力
F＝BIL＝0.5×10－4×30×20N＝3.0×10－2N
根据左手定则可以判断导线所受安培力的方向垂直指向地面.
1.如图所示，在蹄形磁铁的上方，放置一个可以自由运动的通电线圈abcd，最初线圈平面与蹄形磁铁处于同一竖直面内．则通电线圈的运动情况是
( )
A．ab边转向纸外，cd边转向纸里，同时向下运动
B．ab边转向纸外，cd边转向纸里，同时向上运动
C．ab边转向纸里，cd边转向纸外，同时向下运动
D．ab边转向纸里，cd边转向纸外，同时向上运动
答案：C
解析：先画出蹄形磁铁磁极附近的磁感线，如图所示(这是先决条件)
ab边处在水平方向的磁场分量，根据左手定则，ab边受的安培力指向纸里；cd边处也有水平方向的磁场分量，cd边受的安培力指向纸外．bc边和da边的合力为零．整个线圈发生ab 向里、cd向外的转动．
当线圈由图示位置到转过90°的过程中，根据左手定则，da边受到的安培力向下，bc边受到的安培力向上，由于da处磁场较强，所以da边受到向下的安培力大于bc边受到向上的
安培力，合力向下．
综合以上分析，选项C正确．
2．在稀硫酸溶液中有一浮子，它的上部是一轻金属环，下部是分开的铜片和锌片．一开
始金属环如图示放置，松开浮子后，则
( )
A．浮子一直保持静止不动
B．浮子将不停地转动
C．浮子将转过90°后再保持静止
D．浮子将转过180°后再保持静止
答案：A
解析：该装置为一化学电池，铜片为电池正极．弯曲金属环中电流由铜片流向锌片．图示位置电流环平面与地磁场方向垂直，受磁力矩为零．所以浮子不会转动．利用等效方法将环形电流看成小条形磁铁，其N极指向与地磁场此处磁感线方向相同，电流环不会转动．在此位置处金属环属于稳定平衡态．
3．(20xx·淮安高二检测)一条形磁铁放在水平桌面上，在它的上方靠S极一侧吊挂一根
与它垂直的导体棒，图中只画出此棒的横截面图，并标出此棒中的电流是流向纸内的，在通电的一瞬间可能产生的情况是
( )
A．磁铁对桌面的压力减小
B．磁铁对桌面的压力增大
C．磁铁受到向右的摩擦力
D．磁铁受到向左的摩擦力
答案：AD
解析：由左手定则可判知导体棒受到磁铁给它斜向左下方的安培力，根据牛顿第三定律得到磁铁受到斜向右上方的作用力，所以A、D选项正确．
4．(20xx·黄冈模拟)如图所示，两根无限长的平行导线a和b水平放置，两导线中通以
方向相反、大小不等的恒定电流，且I a>I b.当加一个垂直于a、b所在平面的匀强磁场B时；导线a恰好不再受安培力的作用．则与加磁场B以前相比较
( )#
A．b也恰好不再受安培力的作用
B．b受的安培力小于原来安培力的2倍，方向竖直向上
C．b受的安培力等于原来安培力的2倍，方向竖直向下
D．b受的安培力小于原来安培力的大小，方向竖直向下
答案：D
解析：当a不受安培力时，I b产生的磁场与所加磁场在a处叠加后的磁感应强度为零，此时判断所加磁场垂直纸面向外，因I a>I b，所以在b处叠加后的磁场垂直纸面向里，b受安培力向下，且比原来小．故选项D正确．
5．在倾角为30°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，一匀强
磁场垂直于斜面向下，如图所示，当导体棒内通有垂直纸面向里的电流I时，导体棒恰好静止在斜面上，则磁感应强度的大小为B＝________.
答案：mg
2IL
解析：通电导体棒受三个力：重力、弹力和安培力．其中安培力沿斜面向上，与导体棒重
力沿斜面向下的分力平衡，故有：BIL＝mg sin30°，所以B＝
mg 2IL
6．如图所示，一根长为L的细铝棒用两个劲度系数为k的弹簧水平地悬吊在匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里，当棒中通以向右的电流I时，弹簧缩短Δy；若通以向左的电流，也是大小等于I时，弹簧伸长Δy，则磁感应强度B为________．
答案：2kΔy/IL
解析：通以向右的电流时，铝棒受安培力向上；弹簧原拉伸形变的大小发生改变，变化量为Δy，由铝棒平衡可知：弹簧弹力大小的变化量等于安培力，即2·kΔy＝BIL.同理，在通以向左的电流时，铝棒在原来没通电时受力平衡的基础上，弹力的改变量等于安培力，即
2kΔy＝BIL.所以B＝2kΔy/IL.
7．(思维拓展题)在生物学中，我们已经知道有生物电流存在，由于电和磁是紧密联系的，因此生物也应有磁性和磁场.1963年美国两位科学家第一次测出心脏有规律的磁场变
化.1970年一位教授用超导量子干涉式磁强计描出了清晰的心磁图，它与心电图十分相似．大家知道电流有磁效应，当生命物质发生离子的迁移或电荷的转移时，形成生物电流的同时，相伴产生了生物磁场．假如肌体有如图所示的生物电流在流动，当外界磁体靠近这部分肌体时，此电流的流动范围将如何变化？
答案：扩大
解析：根据左手定则可确定，生物电流受到由中心指向外的作用力，因此电流流动的范围将扩大．
8．如图所示，在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4m，质量为6×10－2kg的通电直导线，电流I＝1A，方向垂直纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动，整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4T，方向竖直向上的磁场中，设t＝0，B＝0，则需要多长时间斜面对导线的支持力为零？(g取10m/s2)