高中物理练习磁场对电流的作用

1、学习必备欢迎下载、选择题.在磁场中某区域的磁感线，如图所示，则 （）a、b两处的磁感应强度的大小不等RBa、b两处的磁感应强度的大小不等，BaBa,所以B正确.（20 10 安庆模拟）如图所示，在竖直向上的匀强磁场中，水平放置着一根长直导线, 电流方向垂直纸面向外， 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两点磁感应强度相同c、d两点磁感应强度大小相等a点磁感应强度最大b点磁感应强度最大答案BD解析磁感应强度是矢量，根据安培定则可确定直导线产生的磁场在a、b、c、d四点磁感应强度的方向.根据矢量合成法则，可得 A C错误，B D正确. TOC o 1-5 h z

2、（2010 辽宁锦州期末）如图所示，一根质量为 m的金属棒AC用软线悬挂在磁感应强 度为B的匀强磁场中，通入 A- C方向的电流时，悬线张力不为零，欲使悬线张力为零，可 以采用的办法是（）A.不改变电流和磁场方向，适当增大电流乂乂乂乂B.只改变电流方向，并适当减小电流.I FxXXXC.不改变磁场和电流方向，适当减小磁感应强度D.只改变磁场方向，并适当减小磁感应强度答案A解析通入A-C方向的电流时，由左手定则可知，安培力方向垂直金属棒向上，2T+ F安=mg F安=81;欲使悬线张力为零，需增大安培力，但不能改变安培力的方向，只有选项A符合要求.（2010 镇江模拟）如图所示，若一束电子沿 y

3、轴正方向移动，则在 z轴上某点A的学习必备欢迎下载磁场方向应该是（）A.乜X x轴的正向B.乜& x轴的负向1mz轴的正向7mz轴的负向答案B解析电子沿y轴正方向移动，相当于电流方向沿 y轴负方向，根据安培定则可判断 在z轴上的A点的磁场方向应该沿 x轴负方向.（2010 黄冈）如图所示，用粗细均匀的电阻丝折成平面梯形框架，ab、cd边均与ad边成60角，ab=bc=cd=L,长度为L的电阻丝电阻为r,框架与一电动势为 E,内阻为r 的电源相连接，垂直于框架平面有磁感应强度为B的匀强磁场，则框架受到的安培力的合力大小为（）A. 0C.10BEL11r5BELB.- 11rBELD.一r答案C解

4、析总电阻 R= 1? + r = gr,总电流3r +2r 5E 5EI=R=布,梯形框架文的安培力可等效为I通过ad边时受到的安培力,F=BI ad =BI2L=10BEL11r 所以C选项正确.（2010 长沙）通有电流的导线 Li、L2处在同一平面（纸面）内，Li是固定的，L2可绕垂直纸面的固定转轴 O转动（O为L2的中心），各自的电流方向如图所示.下列哪种情况将会 TOC o 1-5 h z 发生（）4A.因L2不受磁场力的作用，故 L2不动l r 十皿一八b一丘拓4 F0B.因L2上、下两部分所受的磁场力平衡，故L2不动L2绕轴O按顺时针方向转动L U /iL2绕轴O按逆时针方向转动

5、答案D解析本题考查常见电流周围的磁场的分布，安培力的方向和物体转动的条件等知识点.由右手螺旋定则可知导线L1的上方的磁场的方向为垂直纸面向外，且离导线L1的距离学习必备欢迎下载越远的地方，磁场越弱，导线L2上的每一小部分受到的安培力方向水平向右，由于O点的下方磁场较强，则安培力较大，因此L2绕轴O按逆时针方向转动， D选项对.7.如图所示，两根间距为 d的平行光滑金属导轨间接有电源E,导轨平面与水平面间的夹角0 =30。.金属杆ab垂直导轨放置，导轨与金属杆接触良好.整个装置处于磁感应 强度为B的匀强磁场中.当磁场方向垂直导轨平面向上时，金属杆ab刚好处于静止状态.要 TOC o 1-5 h

6、z 使金属杆能沿导轨向上运动，可以采取的措施是（）A.增大磁感应强度 BB.调节滑动变阻器使电流减小*.C.增大导轨平面与水平面间的夹角0D.将电源正负极对调使金属杆中的电流方向改变答案A解析考查磁场对电流的作用一一安培力的性质及动态平衡分析.金属杆能在导轨上处于静止状态，说明安培力等于重力沿导轨平面向下的分力，即BIL = mcsin 0 ,要使金属杆能沿导轨向上运动，则可以增大安培力，增大磁感应强度B或增大电流I ,也可以减小重力沿斜面向下的分力，即减小角度0 , A项正确，BC项错误；如果将电流方向反向，则安培力沿导轨平面向下，金属杆只能向下运动，D项错误.本题难度中等. TOC o 1

7、-5 h z （2010 郑州二次质量预测）如图所示，光滑的金属轨道分水平段和圆弧段两部分，O点为圆弧的圆心.两金属轨道之间的宽度为0.5m,匀强磁场方向如图，大小为0.5T.质量为MN= OP= 1m,则（）0.75NFa=BIL = 0.5 X2X0.5N =0.05kg、长为0.5m的金属细杆置于金属轨道上的M点.当在金属细杆内通以电流强度为2A的恒定电流时，金属细杆可以沿杆向右由静止开始运动.已知A.金属细杆开始运动时的加速度为5m/s2.金属细杆运动到 P点时的速度大小为 5m/s2C.金属细杆运动到 P点时的向心加速度大小 10m/sD.金属细杆运动到 P点时对每一条轨道的作用力大

8、小为答案D解析金属细杆在水平方向受到安培力作用，安培力大小0.5N,金属细杆开始运动时的加速度为a=FA/*10m/s；选项A错误；对金属细杆从 M点到P点的运动过程，安培力做功W= Fax （MN- OP=1J,重力做功 W= mg ONk 0.5J ,由动能定理得 W4 W ；mV，解得金属细杆运动到 P点时的速度大小为 v=20m/s,选项B错误；金属细杆运动到P点时的加速度可分解为水平方向的向心加速度和竖直方向的加速度，水平方向的向心加速度大小为a = v2/r = 20m/s：选项C错误；在P点金属细杆受到轨道水平向左的作用力F,水平向右的安培力 Fa,由牛顿第二定律得F- FA=m

9、V/r,解得F= 1.5N,每一条轨道对金属细杆的作用力大小为0.75N,由牛顿第三定律可知金属杆运动到学习必备欢迎下载P点时对每一条轨道的作用力大小为0.75N ,选项D正确.二、非选择题.某兴趣小组在研究长直导线周围的磁场时，为增大电流，用多根导线捆在一起代替 长直导线，不断改变多根导线中的总电流和测试点与直导线的距离r,测得下表所示数据:厂15.010.020.00.0204.98 X 10 510.32 X 10 519.73 X 10 50.04052.54 X 1055.12 X 1059.95 X 100.060一 51.63 X 10一 53.28 X 10一 56.72 X1

10、00.08051.28 X1052.57 X 1055.03 X 10由上述数据可得出磁感应强度B与电流I及距离r的关系式为B=T_(要求估算出比例系数，用等式表示)答案2X10：解析分析表格中数据可得，B与电流I成正比，与测试点到直导线的距离r成反比,即B= k 取表格中的第一单元格进行计算可得K-2X10 7,即B= 2X107x；t. (2010 大连模拟)水平放置的光滑金属导轨宽 L=0.2m,接有电源电动势 E= 3V, 电源内阻及导轨电阻不计.匀强磁场竖直向下穿过导轨，磁感应强度B= 1T.导体棒ab的电阻R= 6Q ,质量m 10g,垂直放在导轨上并良好接触 (如图)，求合上开关

11、的瞬间.x x xax x x(1)金属棒受到安培力的大小和方向；(2)金属棒的加速度.答案(1)0.1N水平向右(2)10m/s 2 水平向右E 3斛析(1) I =R= A= 0.5AF=BIL=1X0.5 X0.2N= 0.1N 方向水平向右(2) a = f= s0.1 3m/s2=10m/s2 方向水平向右 m 10 x 10.如图所示，在倾角为37的光滑斜面上有一根长为0.4m,质量为6X10 2kg的通电直导线，电流强度I = 1A,方向垂直于纸面向外，导线用平行斜面的轻绳拴住不动，整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4T,方向竖直向上的磁场中.设 t = 0时，B=0,则需要多学

12、习必备欢迎下载长时间，斜面对导线的支持力为零？(g取10m/s2)答案5s解析斜面对导线的支持力为零时导线的受力如图所示.由平衡条件 FtC0s37o = RDFsin37 = mgD由解得：f= tanmg代入数值得：F= 0.8N由F=BIL得：B=FIL0.81X0.4T=2TB与t的变化关系为B=0.4tin 0 + Ff其中Ff=科Fn,以上三式联立得出Fmax=mg cos 0 + sin 0cos 0 sin 0(H3XI0X (UX在8 + 0,60.8 -0.5 X0.6Nl= 6.6NImax=警=16.5A BL(2)通以最小电流时,ab受力分析如图乙，此时(1)类似，由平衡条件得:Fmin =ab受静摩擦力，方向沿斜面向上，与0J3X