1、1第 1 课时 磁场的描述 磁场对电流的作用学 考 题 组)1.下列说法中正确的是( )A.磁感线可以表示磁场的方向和强弱B.磁感线从磁体的 N 极出发，终止于磁体的 S 极C.磁铁能产生磁场，电流不能产生磁场D.放入通电螺线管内的小磁针，根据异名磁极相吸的原则，小磁针的 N 极一定指向通电螺线管的 S 极解析 磁感线能够用来表示磁场的强弱和方向，A 正确；磁感线是闭合的曲线，不是终止于 S 极，B 错误；磁铁和电流均能产生磁场，C 错误；小磁针的 N 极指向应根据磁感线的切线方向进行判断，小磁针的 N 极在螺线管内部应指向通电螺线管的 N 极，D 错误。答案 A2.关于通电直导线周围磁场的磁
2、感线分布，下列示意图中正确的是( )解析 运用安培定则判断可知，直导线周围的磁感线应该是一系列的同心圆，选项 A 正确。答案 A3.如图所示，通电螺线管周围放置能自由转动的小磁针 a、 b、 c、 d 均已处于静止，则小磁针 a、 b、 c、 d 指向正确的是( )A.小磁针 a B.小磁针 bC.小磁针 c D.小磁针 d解析 根据安培定则，判断出通电螺线管左边为 N 极，右边为 S 极，则静止时小磁针 N 极指向磁场方向，所以图中正确的只有小磁针 c。答案 C4.在匀强磁场中某处 P 放一个长度为 L20 cm，通电电流 I1 A 的直导线，测得它受到的最大磁场力 F1.0 N，现将该通电
3、导线从磁场中撤走，则 P 处磁感应强度为( )A.0 B.0.2 T C.0.05 T D.5 T2解析 当 L 与 B 垂直时，导线所受安培力最大，由公式 B 可得 B5 T，注意单位的换FIL算。答案 D5.如图所示的四个图中，分别标明了通电导线在磁场中的电流方向、磁场方向以及通电导线所受磁场力的方向，其中正确的是( )解析 根据左手定则可以判断，A 中导线受力向下，B 中，磁场与电流方向平行，导线不受力，C 中导线受力方向向下，D 中导线受力方向垂直于导线向下，故选项 C 正确。答案 C6.在磁场中某区域的磁感线如图所示，则( )A.a、 b 两处的磁感应强度的大小不等，且 Ba BbB
4、.a、 b 两处的磁感应强度的大小相等C.同一通电导线放在 a 处受力一定比放在 b 处受力大D.同一通电导线放在 a 处受力一定比放在 b 处受力小解析 磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小，安培力的大小跟该处的磁感应强度的大小、 I、 L 和导线放置的方向与磁感应强度的方向的夹角有关，故 C、D 错误；由 a、 b 两处磁感线的疏密程度可判断出 Ba Bb，所以 A 正确，B 错误。答案 A7.(2016宁波效实中学)如图所示，一段导线 abcd 位于磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直。线段 ab、 bc 和 cd 的长度均为 L，且 abc bcd13
5、5，流经导线的电流为 I，方向如图中箭头所示。则导线 abcd 所受到的磁场作用力的合力为( )A.方向沿纸面向上，大小为( 1) ILB2B.方向沿纸面向上，大小为( 1) ILB2C.方向沿纸面向下，大小为( 1) ILB2D.方向沿纸面向下，大小为( 1) ILB23解析 由安培力公式 F BIL，与左手定则，可得 ab 段导线的安培力方向垂直于导线与磁感线构成的平面并斜向左。同理 cd 段导线的安培力方向垂直于导线与磁感线构成的平面并斜向右。因此由平行四边形定则对这两个安培力进行分解，可得沿 bc 段方向的安培力分力正好相互平衡，所以 ab 段与 cd 段导线的安培力的合力为 F BI
6、L，方向竖直向上；而 bc2段安培力的大小为 BIL，方向是竖直向上。则导线段 abcd 所受到的磁场的作用力的合力大小为( 1) BIL，方向是竖直向上，故选 A。2答案 A8.如图所示，固定不动的绝缘直导线 mn 和可以自由移动的矩形线框 abcd 位于同一平面内，mn 与 ad、 bc 边平行且离 ad 边较近。当导线 mn 中通以方向向上的电流，线框中通以顺时针方向的电流时，线框的运动情况是( )A.向左运动 B.向右运动C.以 mn 为轴转动 D.静止不动解析 以 mn 为研究对象，线框内磁场方向垂直纸面向里，由左手定则知导线 mn 受到向左的安培力，由牛顿第三定律可知线框受到向右的
7、作用力，故线框向右运动，选项 B 正确。答案 B9.如图所示， A 为一水平旋转的橡胶圆盘，带有大量均匀分布的负电荷，在圆盘正上方水平放置一通电直导线，电流方向如图所示。当圆盘高速绕中心轴 OO转动时，通电直导线所受安培力的方向是( )A.竖直向上 B.竖直向下C.水平向里 D.水平向外解析 橡胶圆盘上高速转动的负电荷形成的电流方向与转动方向相反，由安培定则可知产生的磁场在圆盘上方是垂直圆盘向上的，由左手定则判断通电导线所受安培力方向水平向里，选项 C 正确。答案 C10.如图所示，在匀强磁场中用两根柔软绝缘的细线将金属棒 ab 悬挂在水平位置上，金属棒中通入由 a 到 b 的恒定电流 I，这
8、时两根细线均被拉紧，现要想使两根细线对金属棒拉4力变为零，可采用哪些方法( )A.适当增大电流 IB.将电流反向并适当改变大小C.适当减小磁感应强度D.将磁场反向并适当改变大小解析 由左手定则可知，金属棒所受安培力方向竖直向上，由此可知 BIL F mg(F 为细线的拉力)，要想使两根细线对金属棒拉力变为零，可增大安培力大小，由安培力公式可知选项 A 对。答案 A加 试 题 组)11.如图所示，两根光滑金属导轨平行放置，导轨所在平面与水平面间的夹角为 ，整个装置处于沿竖直方向的匀强磁场中。金属杆 ab 垂直导轨放置，当金属杆 ab 中通有从 a 到b 的恒定电流 I 时，金属杆 ab 刚好静止
9、。则( )A.磁场方向竖直向上B.磁场方向竖直向下C.金属杆 ab 受平行导轨向上的安培力D.金属杆 ab 受水平向左的安培力解析 金属杆静止，则受力平衡，由于磁场方向沿竖直方向，则安培力必沿水平方向、导轨对金属杆必有支持力，只有安培力的方向水平向右，金属杆 ab 才可能静止。根据左手定则可知磁场方向竖直向上。答案 A12.(2016宁波效实中学)如图所示，台秤上放一光滑平板，其左边固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，弹簧处于原长状态，此时台秤读数为 N1。现在磁铁上方中心偏左位置固定一通电导线，电流方向如图，当加上电流后，台秤读数为 N2，则以下说法正确的是( )5A.N1 N
10、2，弹簧长度将变长B.N1 N2，弹簧长度将变短C.N1 N2，弹簧长度将变长D.N1 N2，弹簧长度将变短解析 以导体棒为研究对象，根据左手定则判断可知，其所受安培力方向为斜向右下方，根据牛顿第三定律分析得知，磁铁受到的安培力方向斜向左上方，则磁铁将向左运动，弹簧被压缩，长度将变短，由于磁铁受到的安培力方向斜向左上方，对弹簧秤的压力减小，则 N1N2，B 正确。答案 B13.(多选)光滑平行导轨水平放置，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 的两段光滑圆弧导轨相接，一根质量 m60 g、电阻 R1 、长为 L 的导体棒 ab，用长也为 L 的
11、绝缘细线悬挂，如图所示，系统空间有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度 B0.5 T，当闭合开关 S 后，导体棒沿圆弧摆动，摆到最大高度时，细线与竖直方向成 53角，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，导轨电阻不计，sin 530.8， g10 m/s 2则( )A.磁场方向一定竖直向下B.电源电动势 E3.0 VC.导体棒在摆动过程中所受安培力 F3 ND.导体棒在摆动过程中电源提供的电能为 0.048 J解析 导体棒向右沿圆弧摆动，说明受到向右的安培力，由左手定则知该磁场方向一定竖直向下，A 对；导体棒摆动过程中只有安培力和重力做功，由动能定理知 BILLsin mgL(1co
12、s )0，代入数值得导体棒中的电流为 I3 A，由 E IR 得电源电动势E3.0 V，B 对；由 F BIL 得导体棒在摆动过程中所受安培力 F0.3 N，C 错；由能量守恒定律知电源提供的电能 W 等于电路中产生的焦耳热 Q 和导体棒重力势能的增加量 E 的和，即 W Q E，而 E mgL(1cos )0.048 J，D 错。答案 AB614.如图所示，在倾角为 30的斜面上，固定一宽 L0.25 m 的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器 R。电源电动势 E12 V，内阻 r1 ，一质量 m20 g 的金属棒 ab 与两导轨垂直并接触良好。整个装置处于磁感应强度 B0.80 T、垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计)。金属导轨是光滑的，取 g10 m/s2，要保持金属棒在导轨上静止，求：(1)金属棒所受到的安培力的大小；(2)通过金属棒的电流的大小；(3)滑动变阻器 R 接入电路中的阻值。解析 (1)金属棒静止在金属导轨上受力平衡，如图所示F 安 mgsin 30，代入数据得 F 安 0.1 N。(2)由 F 安 BIL，得 I 0.5 A。F安BL(3)设滑动变阻器接入电路的阻值为 R0，根据闭合电路欧姆定律得： E I(R0 r)，解得R0 r23 。EI答案 (1)0.1 N (2)0.5 A (3)23
