8.1 磁场的描述及磁场对电流的作用—2021届高考物理一轮复习检测

8.1 磁场的描述及磁场对电流的作用

A组

题组一磁感应强度及磁场的叠加

1．(多选)物理学中，通过引入检验电流来了解磁场力的特性，对检验电流的要求是()．

A．将检验电流放入磁场，测量其所受的磁场力F，导线长度L，通电电流I，应用公式B＝F IL，

即可测得磁感应强度B B．检验电流不宜太大

C．利用检验电流和运用公式B＝F

IL只能应用于匀强磁场

D．只要满足长度L很短，电流很小，将其垂直放入磁场的条件，公式B＝F

IL对任何磁场都适用

解析用检验电流来了解磁场，要求检验电流对原来磁场的影响很小，可以忽略，所以导体长度

L应很短，电流应很小，当垂直放置时，定义式B＝F

IL适用于所有磁场，选项B、D正确．

答案BD

2．(单选)如图8－1－13所示，O处有一通电直导线，其中的电流方向垂直于纸面向里，图形abcd 为以O点为同心圆的两段圆弧a和c与两个半径b和d构成的扇形，则以下说法中正确的是()．

图8－1－13

A．该通电直导线所产生的磁场方向如图中的b或d所示，且离O点越远，磁场越强

B．该通电直导线所产生的磁场方向如图中的b或d所示，且离O点越远，磁场越弱

C．该通电直导线所产生的磁场方向如图中的a或c所示，且离O点越远，磁场越强

D．该通电直导线所产生的磁场方向如图中的a或c所示，且离O点越远，磁场越弱

解析由安培定则可知，通电直导线周围的磁场磁感线是以通电导线为圆心的一些同心圆，题给通电直导线产生的磁场方向如图中a或c箭头所示，且离通电直导线越远，磁场越弱，故选项D 正确．

答案 D

3．(单选)如图8－1－14所示，平行长直导线1、2通过相反方向的电流，电流大小相等．a、b两点关于导线1对称，b、c两点关于导线2对称，且ab＝bc，则关于a、b、c三点的磁感应强度B 的说法中正确的是()．

图8－1－14

A．三点的磁感应强度相同B．b点的磁感应强度最大

C．a、c两点的磁感应强度大小相同，方向相反D．a点的磁感应强度最大

解析直接画出导线1、2在a、b、c三点所产生的磁场方向，同向相加，反向相减，易知B正确．a、c两点的磁感应强度B的大小和方向均相同，但要小于b点，故A、C、D均错．

答案 B

题组二安培力的大小及方向判断

4．(多选)彭老师在课堂上做了一个演示实验：装置如图8－1－15所示，在容器的中心放一个圆柱形电极，沿容器内壁边缘放一个圆环形电极，把A和B分别与电源的两极相连，然后在容器内放入液体，将该容器放在磁场中，液体就会旋转起来．王同学回去后重复彭老师的实验步骤，但液体的旋转方向相反．造成这种现象的原因可能是，该同学在实验过程中()．

图8－1－15

A．将磁铁的磁极接反了B．将直流电源的正负极接反了

C．电源电压变大，通过液体的电流变大D．电源电压变大，通过液体的电流变小

解析由左手定则可知，若液体的旋转方向相反，则一定是将磁铁的磁极接反了或将直流电源的正负极接反了，通过液体电流的大小会影响其转动的快慢，不会改变旋转方向，故选项A、B均正确，C、D均错误．

答案AB

5．(单选)一段长0.2 m、通有2.5 A电流的直导线，在磁感应强度为B的匀强磁场中所受安培力F的情况，正确的是()．

A．如果B＝2 T，F一定是1 N B．如果F＝0，B也一定为零

C．如果B＝4 T，F有可能是1 N D．如果F有最大值，通电导线一定与B平行

解析 如果B ＝2 T ，当导线与磁场方向垂直放置时，安培力最大，大小为F ＝BIL ＝2×2.5×0.2 N ＝1 N ；当导线与磁场方向平行放置时，安培力F ＝0；当导线与磁场方向成任意夹角放置时，0

6．(单选)如图8－1－16，把扁平状强磁铁的N 极吸附在螺丝钉的后端，让其位于磁铁中心位置．取一节大容量干电池，让它正极朝下，把带上磁铁的螺丝钉的尖端吸附在电池正极的铁壳帽上．将导线的一端接到电池负极，另一端轻触磁铁的侧面．此时磁铁、螺丝钉和电源就构成了一个回路，螺丝钉就会转动，这就成了一个简单的“电动机”．设电源电动势为E ，电路总电阻为R ，则下列判断正确的是( )．

图8－1－16

A ．螺丝钉俯视逆时针快速转动，回路中电流I ＝E R

B ．螺丝钉俯视顺时针快速转动，回路中电流I

R

C ．螺丝钉俯视逆时针快速转动，回路中电流I

R

D ．螺丝钉俯视顺时针快速转动，回路中电流I ＝E

R

解析 由左手定则判断得知，螺丝钉后端受到顺时针方向(俯视)的安培力作用，因此螺丝钉俯视顺时针快速转动；由于螺丝钉转动切割磁感线产生感应电动势，所以回路中的电流I

R ，选项B

正确． 答案 B

7．(单选)如图8－1－17所示，在等边三角形的三个顶点a 、b 、c 处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中均通有大小相等的恒定电流，方向垂直纸面向里．过c 点的导线所受安培力的方向是( )．

A．与ab边平行，竖直向上B．与ab边平行，竖直向下

C．与ab边垂直，指向左边D．与ab边垂直，指向右边

解析先利用安培定则把导线a、b在c处所产生的磁场方向标出来，再合成，可知c处的磁场方向竖直向下，再利用左手定则可知c处导线所受安培力方向水平向左，C正确．

答案 C

题组三安培力作用下的平衡

8．(单选)如图8－1－18所示，两平行光滑金属导轨固定在绝缘斜面上，导轨间距为L，劲度系数为k的轻质弹簧上端固定，下端与水平直导体棒ab相连，弹簧与导轨平面平行并与ab垂直，直导体棒垂直跨接在两导轨上，空间存在垂直导轨平面斜向上的匀强磁场．闭合开关K后，导体棒中的电流为I，导体棒平衡时，弹簧伸长量为x1；调转图中电源极性使棒中电流反向，导体棒中电流仍为I，导体棒平衡时弹簧伸长量为x2.忽略回路中电流产生的磁场，则磁感应强度B的大小为()．

图8－1－18

A.k

IL(x1＋x2) B．k

IL(x2－x1)

C.

k

2IL(x2＋x1) D．

k

2IL(x2－x1)

解析由平衡条件，mg sin α＝kx1＋BIL，调转题图中电源极性使棒中电流反向，由平衡条件，mg sin

α＋BIL＝kx2，联立解得B＝k

2IL(x2－x1)．

答案 D

9．(多选)如图8－1－19所示，质量为M、长为L的直导线通有垂直纸面向外的电流I，被一绝缘线拴着并处在匀强磁场中，导线能静止在倾角为θ的光滑斜面上，则磁感应强度B的大小和方向可能是()．