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1、 一轮复习专题训练第38讲：磁场 安培力类型一、磁场的叠加及安培定则1如图所示，现有四条完全相同的垂直于纸面放置的长直导线，横截面分别位于一正方形abcd的四个顶点上，直导线分别通有方向垂直于纸面向里、大小分别为IaI，Ib2I，Ic3I，Id4I的恒定电流已知通电长直导线周围距离为r处磁场的磁感应强度大小为Bk，式中常量k0，I为电流大小忽略电流间的相互作用，若电流Ia在正方形的几何中心O点处产生的磁感应强度大小为B，则O点处实际的磁感应强度的大小及方向为( )A2B，方向由O点指向ad中点 B2B，方向由O点指向ab中点C10B，方向垂直于纸面向里 D10B，方向垂直于纸面向外2如图所示，
2、M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O为半圆弧的圆心，MOP60，在M、N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，方向如图所示，这时O点的磁感应强度大小为B1，若将N处长直导线移至P处，则O点的磁感应强度大小为B2，那么B2与B1之比为( )A11 B12 C1 D23如图所示，a、b两根垂直纸面的直导线通有等值的电流，两导线旁有一点P，P点到a、b距离相等，关于P点的磁场方向，以下判断正确的是( )Aa中电流方向流向纸外，b中电流方向流向纸内，则P点的磁场方向向右Ba中电流方向流向纸外，b中电流方向流向纸内，则P点的磁场方向向左Ca中电流方向流向纸内，b中电流方向
3、流向纸外，则P点的磁场方向向右Da中电流方向流向纸外，b中电流方向流向纸外，则P点的磁场方向向左4已知长直通电导线在周围某点产生磁场的磁感应强度大小与电流大小成正比、与该点到导线的距离成反比4根电流大小相同的长直通电导线a、b、c、d平行放置，它们的横截面的连线构成一个正方形，O为正方形中心，a、b、c中电流方向垂直纸面向里，d中电流方向垂直纸面向外，则a、b、c、d长直通电导线在O点产生的合磁场的磁感应强度B( )A大小为零 B大小不为零，方向由O指向dC大小不为零，方向由O指向c D大小不为零，方向由O指向a5如图所示，垂直纸面放置的两根平行长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2，且I1
4、I2，纸面内的一点H到两根导线的距离相等，则该点的磁感应强度方向可能为图中的( )AB1 BB2 CB3 DB4类型二、安培力的分析与计算6(多选)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，此时台秤读数为F1，现在磁铁上方中心偏左位置固定一导体棒，当导体棒中通以方向如图所示的电流后，台秤读数为F2，则下列说法正确的是( )A弹簧长度将变长 B弹簧长度将变短 CF1F2 DF1xaxbxcCxax0xbxc Dxaxbxcx012如图所示，两平行的粗糙金属导轨水平固定在匀强磁场中，磁感应强度为B，导轨宽度为L，一端与电源连接一质量为m的金属棒ab垂直于
5、平行导轨放置并接触良好，金属棒与导轨间的动摩擦因数为，在安培力的作用下，金属棒以v0的速度向右匀速运动，通过改变磁感应强度的方向，可使流过导体棒的电流最小，此时磁感应强度的方向与竖直方向的夹角为( )A37 B30 C45 D60类型三、与安培力有关的力学综合13如图所示，两平行光滑金属导轨CD、EF间距为L，与电动势为E0的电源相连，质量为m、电阻为R的金属棒ab垂直于导轨放置构成闭合回路，回路平面与水平面成角，回路其余电阻不计为使ab棒静止，需在空间施加的匀强磁场磁感应强度的最小值及其方向分别为( )A，水平向右 B，垂直于回路平面向上C，竖直向下 D，垂直于回路平面向下14一正方形导体框
6、abcd，其单位长度的电阻值为r，现将正方形导体框置于如图所示的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，用不计电阻的导线将导体框连接在电动势为E(内阻不计)的电源两端关于导体框所受的安培力的下列描述正确的是( )A安培力的大小为，方向竖直向上 B安培力的大小为，方向竖直向下C安培力的大小为，方向竖直向下 D安培力的大小为，方向竖直向上15(多选)有一根质量为m、长度为d的导体棒，通有垂直纸面向里的电流I，被长度为L的轻质绝缘细线悬挂在天花板上，处于静止此时在此空间加竖直向下的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，保持导体棒中的电流I始终不变，细线偏离竖直方向的夹角最大值为60，导体棒始终保持水平，则(
7、 )A磁场的磁感应强度大小为BB磁场的磁感应强度大小为BC在导体棒摆动过程中细线上拉力最大时上升的高度为LD在导体棒摆动过程中细线的最大拉力为F(22)mg16(多选)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，下列说法正确的是( )A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D此过程中磁感应强度B的最大值为17(多选)如图甲所示，两根光滑平行导轨水平放置
8、，间距为L，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒从t0时刻起，棒上有如图乙所示的持续交变电流I，周期为T，最大值为Im，图甲中I所示方向为电流正方向则金属棒( )A一直向右移动 B速度随时间周期性变化C受到的安培力随时间周期性变化 D受到的安培力在一个周期内做正功18如图所示，无限长水平直导线中通有向右的恒定电流I，导线正上方沿竖直方向有一用绝缘细线悬挂着的正方形线框线框中通有沿逆时针方向的恒定电流I，线框的边长为L，线框下边与直导线平行，且到直导线的距离也为L已知在长直导线的磁场中距长直导线r处的磁感应强度大小为Bk(k为常量)，线框的质量为m，则剪断
9、细线的瞬间，线框的加速度为( )A0 Bg Cg Dg19如图甲所示，电流恒定的通电直导线MN，垂直平放在两条相互平行且足够长的水平光滑导轨上，电流方向由M指向N，在两导轨间存在着竖直磁场，取垂直纸面向里的方向为磁感应强度的正方向，当t0时导线恰好静止，若磁感应强度B按如图乙所示的规律变化，则下列说法正确的是( )A在最初的一个周期内，导线在导轨上做往复运动B在最初的一个周期内，导线一直向左运动C导线一直做加速度不变的匀加速直线运动D在最初的半个周期内，导线的速度先增大后减小20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
10、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，sin530.8，g10 m/s2，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 N D导体棒在摆动过程中电源提供的电能为0.048 J21如图所示，电源电动势为3 V，内阻不计，两个不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
11、环分别与电源正负极相连现将一质量为0.06 kg、电阻为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？类型四、通电导体在安培力作用下的运动22(多选)通有电流的导线L1、L2、L3、L4处在同一平面(纸面)内，放置方式及电流方向如图甲、乙所示，其中L1、L3是固定的，L2、L4可绕垂直纸面的中心轴O转动，则下列判定正确的是( )AL2绕轴O按顺时针转动 BL2绕轴O按逆时针转动CL4绕轴O按顺时针转动
12、 DL4绕轴O按逆时针转动23(多选)某同学自制的简易电动机示意图如图所示矩形线圈由一根漆包线绕制而成，漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出，并作为线圈的转轴将线圈架在两个金属支架之间，线圈平面位于竖直面内，永磁铁置于线圈下方为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来，该同学应将( )A左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉B左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉C左转轴上侧的绝缘漆刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉D左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉24如图所示，O为圆心，和是半径分别为ON、OM的同心圆弧，在O处垂直纸面有一载流直导线，电流方向垂直纸面向外用一根导线围成如图中KL
13、MN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边垂直纸面向外运动，MN边垂直纸面向里运动25如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁两极的正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流I时，导线的运动情况是(从上往下看)( )A顺时针方向转动，同时下降 B顺时针方向转动，同时上升C逆时针方向转动，同时下降 D逆时针方向转动，同时上升26一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，如图所示当两线圈中通以图示方向的电流时，从左向右看，则线圈L1将( )A不动B顺时针转动C逆时针转动D在纸面内平动27如图所示，用绝缘细线悬挂一个导线框，导线框是由两同心半圆弧导线和两直导线ab、cd(ab、cd在同一条水平直线上)连接而成的闭合回路，导线框中通有图示方向的电流，处于静止状态在半圆弧导线的圆心处沿垂直于导线框平面的方向放置一根长直导线P.当P中通以方向向外的电流时( )A导线框将向左摆动 B导线框将向右摆动C从上往下看，导线框将顺时针转动 D从上往下看，导线框将逆时针转动