1、1课时跟踪检测四十三 磁场的描述 磁场对电流的作用【基础过关】1. (2017届海南文昌中学期中)在磁感应强度为 B0、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直于纸面向里如图所示， A、 B、 C、 D是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中( )A B、 D两点的磁感应强度大小相等B A、 B两点的磁感应强度大小相等C C点的磁感应强度的值最大D B点的磁感应强度的值最大解题思路：该题考查了磁场的叠加问题用右手定则首先确定通电直导线在A、 B、 C、 D四点产生的磁场的方向，利用矢量的叠加分析叠加后磁场大小变化和方向，从而判断各选项解析：根据安培定则可得通电直
2、导线在 A、 B、 C、 D四点产生的磁感应强度大小相等，设为 B1，而通电直导线在 B点产生的磁感应强度方向为水平向左，在 D点产生的磁感应强度方向为水平向右，则 B、 D两点的磁感应强度大小为 B ，大小相等，选项 A正B21 B20确；通电直导线在 A点产生的磁感应强度方向为竖直向上，则 A点的磁感应强度为BA B1 B0，选项 B错误；通电直导线在 C点产生的磁感应强度方向为竖直向下，则 C点的磁感应强度大小为 BC| B1 B0|， C点的磁感应强度的值最小，选项 C错误；由以上分析可知 A点的磁感应强度的值最大，选项 D错误综上本题选 A.答案：A2(2016 届海南文昌中学期中)
3、关于电场线和磁感线，下列说法正确的是( )A电场线和磁感线都是闭合的曲线B磁感线是从磁体的 N极发出，终止于 S极C电场线和磁感线都不能相交D电场线和磁感线都是客观存在的解析：电场线从正电荷出发，终止于负电荷，不是闭合的曲线，A 错；而磁感线在磁体外部是从 N极到 S极的，而内部是从 S极到 N极的，为闭合的曲线，B 错；电场中的电场线不会相交，磁场中的磁感线也不会相交，C 正确；电场线和磁感线都是方便人们去研究问题而假想出来的，D 错综上本题选 C.答案：C3(2016 届云南昆明三中期中)有关磁感应强度的下列说法中，正确的是( )2A磁感应强度是用来表示磁场强弱和方向的物理量B若有一小段通
4、电导体在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零C若有一小段长为 L，通以电流为 I的导体，在磁场中某处受到的磁场力为 F，则该处磁感应强度的大小一定是FILD由定义式 B 可知，电流强度 I越大，导线 L越长，该点的磁感应强度就越小FIL解析：磁感应强度是用来表示磁场强弱的物理量，A 正确；通电导体如果平行于磁场放置，则其不受磁场力，但 B不会为零，故 B错误；只有 B与 IL相互垂直时，磁感应强度的大小才是 ，故 C错误； B是由导体本身的性质决定的，与 F及 IL无关，故 D错误综FIL上本题选 A.答案：A4(2016 届河北正定中学月考)在赤道上竖立一避雷针，当一团带负电的乌
5、云经过其正上方时，避雷针发生放电，则地磁场对避雷针的作用力( )A向东 B向西C向南 D向北解析：当带有负电的乌云经过避雷针上方时，避雷针开始放电形成瞬间电流，负电荷从上而下通过避雷针，所以电流的方向为从下而上，磁场的方向从南向北，根据左手定则，安培力的方向向西，B 正确综上本题选 B.答案：B5. (2016届甘肃定西通渭马营中学期末)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，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图过 c点的导线所受安培力的方向( )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，指向右边解题思
6、路：通电导线在磁场中受到安培力，方向由左手定则可确定，通电导线周围存在磁场是由安培定则来确定的，该磁场对放入其中的通电导线有安培力作用，从而由安培力的叠加可确定其方向解析：等边三角形的三个顶点 a、 b、 c处均有一通电导线，且导线中通有大小相等的恒定电流由安培定则可得：导线 a、 b的电流在 c处的合磁场方向竖直向下再由左手定则可得：安培力的方向是与 ab边垂直，指向左边故选 C.3答案：C【提升过关】一、单项选择题1(2017 届黑龙江牡丹江一中期末)为了解释地球的磁性，19 世纪安培假设：地球的磁场由以地心为圆心的环形电流 I引起的在下列四个图中，能正确表示安培假设中环形电流方向的是(
7、)解题思路：要知道环形电流的方向首先要知道地磁场的分布情况：地磁的南极在地理北极的附近，故右手的拇指必须指向南方，然后根据安培定则四指弯曲的方向是电流流动的方向从而判定环形电流的方向解析：地磁的南极在地理北极的附近，故在用安培定则判定环形电流的方向时右手的拇指必须指向南方；而根据安培定则：拇指与四指垂直，而四指弯曲的方向就是电流流动的方向，故四指的方向应该向西故 B正确答案：B2(2016 届湖南株洲期末)质量为 m、长度为 l的金属棒 MN两端由绝缘且等长轻质细线水平悬挂，处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为 B.开始时细线竖直，当金属棒中通以恒定电流后，金属棒从最低点向右开始摆动，若
8、已知细线与竖直方向的最大夹角为 60，如图所示，则棒中电流( )A方向由 M向 N，大小为3mg3BlB方向由 N向 M，大小为3mg3BlC方向由 M向 N，大小为3mgBlD方向由 N向 M，大小为3mgBl解析：金属棒从最低点向右开始摆动，可知金属棒受的安培力方向水平向右，由左手定则可知 MN中电流的方向由 N向 M，对该过程应用动能定理： BIllsin604 mgl(1cos60)0，解得 I ，选项 B正确3mg3Bl答案：B3. (2016届吉林长春十一中月考)如图所示，一个边长为 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，线框平面与磁场垂直若通以图示方
9、向的电流，电流强度为 I，则金属框受到的磁场力为( )A0 B BILC. BIL D2 BIL43解题思路：由安培力公式 F BILsin 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解析：安培力计算公式为 F BIL，其中 L为导线的有效长度，而弯曲导线的有效长度等于连接两端点线段的长度，相应的电流沿 L由始端流向末端设流过正三角形金属框水平底边的电流为 I1，水平底边受到的安培力为 F1 BI1L，由左手定则可知方向为竖直向上，另外两条边的电流为 I2，受到的安培力为 F2 BI2L，同理方向竖直向上，所以整个正三角形金属框受到的安培力为 F F1 F2 BI1L
10、 BI2L BIL.选项 B正确，选项 A、C、D 错误综上本题选 B.答案：B4. (2016届云南昆明三中期中)如图所示为赫姆霍兹线圈，当在线圈中心处挂上一个小磁针，且与线圈在同一平面内，则当线圈中通以如图所示方向的电流时( )A小磁针 N极向外转B小磁针 N极向里转C小磁针在纸面内向左摆动D小磁针在纸面内向右摆动解析：根据安培定则知，环形电流内部的磁场方向向里，外部的磁场方向向外，则小磁针的 N极向纸面里偏转，故 B正确，A、C、D 错误综上本题选 B.答案：B5. (2016届青海平安一中月考)如图所示为电视机显像管偏转线圈的示意图，当线圈5通以图示的直流电时，一束沿着管径轴线射向纸内
11、的电子将( )A向上偏转B向下偏转C向左偏转D向右偏转解析：由安培定则可知，线圈在纸面内中心点的磁场方向向下，由左手定则可知电子将向右偏转，故 D正确综上本题选 D.答案：D二、多项选择题6(2017 届湖北省宜城市第一中学 8月月考)如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在其左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线，当导线中通以图示方向的电流时( )A磁铁对桌面的压力增大B磁铁对桌面的压力减小C磁铁受到向右的摩擦力作用D磁铁受到向左的摩擦力作用解析：根据条形磁体磁感线分布情况得到直线电流所在的位置磁场方向(切线方向)，再根据左手定则判断安培力方向，如图：根据牛顿第三定律，电流对磁体的作用力向左上方，
12、如图；根据平衡条件，可知通电后支持力变小，静摩擦力变大，故磁铁对桌面的压力变小；而静摩擦力向右故选 BC.答案：BC7.如图所示，在倾角为 的光滑斜面上，垂直斜面放置一根长为 L、质量为 m的直导体棒，当通以图示方向电流 I时，欲使导体棒静止在斜面上，可加一平行于纸面的匀强磁场，当外加匀强磁场的磁感应强度 B的方向由垂直斜面向上沿逆时针方向转至水平向左的过程中，下列说法中正确的是 ( )6A此过程中磁感应强度 B逐渐增大B此过程中磁感应强度 B先减小后增大C此过程中磁感应强度 B的最小值为mgsinILD此过程中磁感应强度 B的最大值为mgtanIL解析：导体棒受重力、支持力和安培力作用而处于
13、平衡状态，当外加匀强磁场的磁感应强度 B的方向由垂直斜面向上沿逆时针方向转至水平向左的过程中，安培力由沿斜面向上转至竖直向上，可知安培力逐渐增大，即此过程中磁感应强度 B逐渐增大，A 对，B 错；刚开始安培力 F最小，有 sin ，所以此过程中磁感应强度 B的最小值为 ，CFmg mgsinIL对；最后安培力最大，有 F mg，即此过程中磁感应强度 B的最大值为 ，D 错mgIL答案：AC8. (2017届江西新余四中第二次模拟)如图所示，两平行导轨 ab、 cd竖直放置在匀强磁场中，匀强磁场方向竖直向上，将一根金属棒 PQ放在导轨上使其水平且始终与导轨保持良好接触现在金属棒 PQ中通以变化的
14、电流 I，同时释放金属棒 PQ使其运动已知电流I随时间的变化关系为 I kt(k为常数， k0)，金属棒与导轨间存在摩擦则下面关于棒的速度 v、加速度 a随时间变化的关系图象中，可能正确的有( )解析：对金属棒受力分析：受竖直向下的重力 mg、垂直于导轨向里的安培力 BIL、垂直于导轨向外的弹力 N、竖直向上的摩擦力7f.N BIL BLkt， mg f ma， f N ，把代入得： mg BL kt ma，加速度先向下减小，当 mg f时，加速度为零，速度最大，然后加速度反向逐渐增大，速度逐渐减小最后速度为零，金属棒静止所以 A、D 正确答案：AD9. (2017届河南洛阳期末统考)如图所示
15、，水平放置的光滑平行金属导轨，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 L20 cm的光滑圆弧导轨相接导轨宽度为 20 cm，电阻不计导轨所在空间有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度B0.5 T一根导体棒 ab垂直于导轨放置，质量 m60 g、电阻 R1 ，用长也为 20 cm的绝缘细线悬挂，导体棒恰好与导轨接触当闭合开关 S后，导体棒沿圆弧摆动，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体棒 ab速度最大时，细线与竖直方向的夹角 53(sin530.8， g取 10 m/s2)，则( )A磁场方向一定竖直向上B电源的电动势 E8.0 VC导体棒在摆动过程中所受
16、安培力 F8 ND导体棒摆动过程中的最大动能为 0.08 J解析：导体棒 ab所受安培力向右，由左手定则可知磁场方向竖直向下，A 错误；细线与竖直方向的夹角为 53时，重力和安培力的合力沿半径方向，此时 tan53 ，解得BILmgI 8 A，由欧姆定律得 E IR8 V，B 正确；安培力 F BIL mgtan53mgtan53BL0.8 N，C 错误；从初位置到转过 53的过程应用动能定理： FLsin53 mgL(1cos53) Ekm0，解得最大动能 Ekm0.08 J，D 正确答案：BD三、计算题10(2017 届陕西渭南教学质量检测)如图所示，电源电动势为 3 V，内阻不计，两个不
17、计电阻的金属圆环表面光滑，竖直悬挂在等长的细线上，金属环面平行，相距 1 m，两环分别与电源正负极相连现将一质量 0.06 kg、电阻 1.5 的导体棒轻放在环上，导体棒与环有良好电接触两环之间有方向竖直向上、磁感应强度为 0.4 T的匀强磁场当开关闭合后，导体棒上滑到某位置静止不动，试求在此位置上棒对每一个环的压力为多少？若已知环半径为 0.5 m，此位置与环底的高度差是多少？8解析：棒受的安培力 F BIL，棒中电流为 I ，代入数据解得 F 0.8 N，ER BELR对棒受力分析如图所示(从右向左看)，两环支持力的总和为 2N ，F2 mg 2代入数据解得 N0.5 N.由牛顿第三定律知，棒对每一个环的压力为 0.5 N，由图中几何关系有 tan ，得 53，Fmg 0.80.6 43棒距环底的高度为 h r(1cos )0.2 m.答案：0.5 N 0.2 m
