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1、磁场的描述磁场对电流的作用练习一、选择题1.如图，两根平行通电长直导线固定，左边导线中通有垂直纸面向外、大小为I1的恒定电流，两导线连线(水平)的中点处，一可自由转动的小磁针静止时N极指向平行于纸面向下忽略地磁场的影响关于右边导线中的电流I2，下列判断正确的是()AI2I1，方向垂直纸面向外BI2I1，方向垂直纸面向外CI2I1，方向垂直纸面向里DI2I1，方向垂直纸面向里2(多选)下列说法正确的是()A磁场中某点的磁感应强度可以这样测定：把一小段通电导线放在该点时，受到的磁场力F与该导线的长度L、通过的电流I的乘积的比值B，即磁场中某点的磁感应强度B通电导线在某点不受磁场力的作用，则该点的磁
2、感应强度一定为零C磁感应强度B只是定义式，它的大小取决于场源及磁场中的位置，与F、I、L以及通电导线在磁场中的方向无关D磁场是客观存在的3中国宋代科学家沈括在梦溪笔谈中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图结合上述材料，下列说法不正确的是()A地理南、北极与地磁场的南、北极不重合B地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近C地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行D地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用4(多选)如图为通电螺线管A为螺线管外一点，B、C两点在螺线管的垂直平分线上，则下列说法正确的是()A磁
3、感线最密处为A处，最疏处为B处B磁感线最密处为B处，最疏处为C处C小磁针在B处和A处N极都指向左方D小磁针在B处和C处N极都指向右方5指南针是我国古代的四大发明之一当指南针静止时，其N极指向如图中虚线(南北向)所示，若某一条件下该指南针静止时N极指向如图实线(N极指向北偏东)所示则以下判断正确的是()A可能在指南针上面有一导线东西放置，通有由东向西的电流B可能在指南针上面有一导线东西放置，通有由西向东的电流C可能在指南针上面有一导线南北放置，通有由北向南的电流D可能在指南针上面有一导线南北放置，通有由南向北的电流6.以下说法中正确的是()A通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行B安培
4、力的方向可以用右手定则来判定C磁感线可以形象地描述各点的磁场强弱和方向，磁感线上每一点的切线方向都和小磁针在该点静止时N极所指的方向一致D放置在磁场中1 m长的导线，通过1 A的电流，该处磁感应强度是1 T，则导线受到的安培力为1 N7下面的几个图显示了磁场对通电直导线的作用力，其中正确的是()8(多选)一小段长为L的通电直导线放在磁感应强度为B的磁场中，当通过它的电流为I时，所受安培力为F.以下关于磁感应强度B的说法正确的是()A磁感应强度B一定等于B磁感应强度B可能大于或等于C磁场中通电直导线受力大的地方，磁感应强度一定大D在磁场中通电直导线也可以不受力9.如图所示，矩形abcd的边长bc
5、是ab的2倍，两细长直导线通有大小相等、方向相反的电流，垂直穿过矩形平面，与平面交于e、f两点，其中e、f分别为ad、bc的中点下列说法正确的是()Aa点与b点的磁感应强度相同Ba点与c点的磁感应强度相同Ca点与d点的磁感应强度相同Da点与b、c、d三点的磁感应强度均不相同10如图，两根相互绝缘的通电长直导线分别沿x轴和y轴放置，沿x轴方向的电流为I0.已知通电长直导线在其周围激发磁场的磁感应强度Bk，其中k为常量，I为导线中的电流，r为场中某点到导线的垂直距离图中A点的坐标为(a，b)，若A点的磁感应强度为零，则沿y轴放置的导线中电流的大小和方向分别为()A.I0，沿y轴正向 B.I0，沿y
6、轴负向C.I0，沿y轴正向 D.I0，沿y轴负向11如图所示，两根水平放置且相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1与I2.且I1I2，与两根导线垂直的同一平面内有a、b、c、d四点，a、b、c在两根导线的水平连线上且间距相等，b是两根导线连线的中点，b、d连线与两根导线连线垂直则()AI2受到的安培力水平向左Bb点磁感应强度为零Cd点磁感应强度的方向必定竖直向下Da点和c点的磁感应强度不可能都为零12.如图，力传感器固定在天花板上，边长为L的正方形匀质导线框abcd用不可伸长的轻质绝缘细线悬挂于力传感器的测力端，导线框与磁感应强度方向垂直，线框的bcd部分处于匀强磁场中，b、d两点位于匀
7、强磁场的水平边界线上若在导线框中通以大小为I、方向如图所示的恒定电流，导线框处于静止状态时，力传感器的示数为F1.只改变电流方向，其他条件不变，力传感器的示数为F2.该匀强磁场的磁感应强度大小为()A. B.C. D.二、非选择题13.如图所示，在倾角为37的斜面上，固定一宽为L1.0 m的平行金属导轨现在导轨上垂直导轨放置一质量m0.4 kg、电阻R02.0 、长为1.0 m的金属棒ab，它与导轨间的动摩擦因数为0.5.整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度大小为B2 T的匀强磁场中导轨所接电源的电动势为E12 V，内阻r1.0 ，若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，滑动变阻器的阻值符合要求，其他电
8、阻不计，取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8.现要保持金属棒在导轨上静止不动，求： (1)金属棒所受安培力大小的取值范围；(2)滑动变阻器接入电路中的阻值范围14如图所示，两条平行的光滑金属导轨所在平面与水平面的夹角为，间距为d.导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直质量为m的金属棒被固定在导轨上，距底端的距离为s，导轨与外接电源相连，使金属棒通有电流金属棒被松开后，以加速度a沿导轨匀加速下滑，金属棒中的电流始终保持恒定，重力加速度为g.求下滑到底端的过程中，金属棒：(1)末速度的大小v；(2)通过的电流大小I；(3)通过的电荷量Q.15载流长直导线周
9、围磁场的磁感应强度大小为B，式中常量k0，I为电流强度，r为距导线的距离在水平长直导线MN正下方，矩形线框abcd通以逆时针方向的恒定电流，被两根等长的轻质绝缘细线静止地悬挂，如图所示开始时MN内不通电流，此时两细线内的张力均为T0.当MN通以强度为I1的电流时，两细线的张力均减小为T1；当MN内的电流强度变为I2时，两细线的张力均大于T0，重力加速度为g.(1)分别指出强度为I1、I2的电流的方向；(2)求MN分别通以强度为I1和I2电流时，线框受到的安培力F1与F2大小之比；(3)当MN内的电流强度为I3时两细线恰好断裂，在此瞬间线框的加速度大小为a，求I3.答案：1. B 2 CD 3
10、C 4 BC 5 C 6. C 7 C8 BD 9. B 10 A 11 D 12. C13. (1)当金属棒刚好达到向上运动的临界状态时，金属棒受到的摩擦力为最大静摩擦力，方向平行斜面向下，对金属棒受力分析，如图甲所示，此时金属棒所受安培力最大，设为F1，则有垂直斜面方向：FNF1sin mgcos 沿斜面方向：F1cos mgsin Ffmax又FfmaxFN以上三式联立并代入数据可得F18 N当金属棒刚好达到向下运动的临界状态时，金属棒受到的摩擦力为最大静摩擦力，方向平行斜面向上，其受力分析如图乙所示，此时金属棒所受安培力最小，设为F2，则有FNF2sin mgcos ，F2cos Ff
11、maxmgsin ，FfmaxFN以上三式联立并代入数据可得F2 N所以金属棒受到的安培力的取值范围为 NF8 N(2)因磁场与金属棒垂直，所以金属棒受到的安培力为FBIL，因此有I，由安培力的取值范围可知电流的取值范围为 AI4 A设电流为I1 A时滑动变阻器接入电路中的阻值为R1，由闭合电路欧姆定律，有EI1rI1(R0R1)代入数据可得R130 设电流为I24 A时滑动变阻器接入电路中的阻值为R2，由闭合电路欧姆定律，有EI2rI2(R0R2)代入数据可得R20所以滑动变阻器接入电路中的阻值范围为0R30 14 (1)金属棒做匀加速直线运动，有v22as，解得v(2)金属棒所受安培力F安IdB金属棒所受合力Fmgsin F安由牛顿第二定律有Fma解得I(3)金属棒的运动时间t通过的电荷量QIt解得Q15 (1)I1方向向左，I2方向向右(2)当MN中通以强度为I的电流时，线框受到的安培力大小为FkIiL，式中r1、r2分别为ab、cd与MN的间距，i为线框中的电流，L为ab、cd的长度F1F2 I1I2.(3)设MN中电流强度为I3时，线框受到的安培力大小为F3.由题设条件有2T0G，2T1F1G，F3Gmaa.，I3I1.学科网（北京）股份有限公司