1、- 1 -9.1 磁场及其对电流的作用高效演练创新预测1.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( )【解析】选 A。因为磁场相同,导体中电流大小一样,根据 F=BIL 知,导体的有效长度越大,磁场变化时产生的安培力变化越大,导致天平失去平衡,图中 A 对应的有效长度最大。【加固训练】如图所示,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
2、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.导体棒中的电流方向从 b 流向 aB.导体棒中的电流大小为C.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【解析】选 B。由左手定则可知,导体棒中的电流方向从 a 流向 b,A 错误;由BIL=kx 可得导体棒中的电流大小为 I= ,B 正确;若只将磁场方向缓慢顺时针转过一小角度,或缓慢逆时针转过一小角度,导体棒沿水平方向所受安培力变小,故 x 都变小,C、D 错误。2.如图所示,O 为圆心, 和 是半径分别为 ON、OM 的同心圆弧,在 O 处垂直纸面有
3、一载直流导线,电流方向垂直纸面向外,用一根导线围成如图 KLMN 所示的回路,当回路中沿图示方向通过电流时(电源未在图中画出),此时回路 ( )A.将向左平动- 2 -B.将向右平动C.将在纸面内绕通过 O 点并垂直纸面的轴转动D.KL 边将垂直纸面向外运动,MN 边垂直纸面向里运动【解析】选 D。因为通电直导线的磁感线是以 O 为圆心的一组同心圆,磁感线与电流一直平行,所以 KN 边、LM 边均不受力。根据左手定则可得,KL 边受力垂直纸面向外,MN 边受力垂直纸面向里,故 D 正确。3.(新题预测)一段长 0.2 m,通有 2.5 A 电流的直导线,关于在磁感应强度为 B 的匀强磁场中所受
4、安培力 F的情况,正确的是 ( )A.如果 B=4 T,F 一定是 2 NB.如果 F=0,B 也一定为零C.如果 B=4 T,F 有可能是 1 ND.如果 F 有最大值时,通电导线一定与 B 平行【解析】选 C。当导线与磁场方向垂直放置时,F=BIL,力最大,当导线与磁场方向平行放置时,F=0,当导线与磁场方向成任意其他角度放置时,0FBIL,A、B、D 不正确,C 正确。4.(新题预测)在匀强磁场中有一用粗细均匀、相同材料制成的导体框 abc,b 为半圆弧的顶点。磁场方向垂直于导体框平面向里,在 ac 两端接一直流电源,如图所示,A.导体框 abc 所受安培力的合力为零B.导体框 abc 所受安培力的合力垂直于 ac 向上C.导体框 abc 所受安培力的合力垂直于 ac 向下D.导体框 abc 的圆弧段所受安培力为零【解题指导】解答本题应注意以下两点:(1)计算弯曲导线在匀强磁场中所受安培力的大小时,有效长度 L 等于曲线两端点的直线长度。(2)串、并联电路中,两条导线电阻不同。【解析】选 B。由左手定则可知,导体框 abc 所受安培力的合力垂直于 ac 向上,故选 B。
