（江苏专版）2023版高考物理一轮复习第八章磁场微专题61磁场对通电导线的作用备考精炼

PAGEPAGE161磁场对通电导线的作用[方法点拨](1)判断安培力的方向时，充分利用F安⊥B、F安⊥I；(2)受力分析时，要注意将立体图转化为平面图．1．(2022·徐州市考前模拟)如图1，在匀强磁场中，两根平行固定放置的长直导线a和b通有大小相等、方向相反的电流，匀强磁场方向与两根导线所在平面平行且垂直于两根导线，此时a受到的安培力大小为F1.假设撤去b，保存匀强磁场，那么a受到的安培力大小为F2；假设撤去匀强磁场，保存b，那么a受到的安培力大小为()图1A．F1－F2 B．F1＋F2C.eq\r(F\o\al(12)－F\o\al(22)) D.eq\r(F\o\al(12)＋F\o\al(22))2．(多项选择)如图2所示，纸面内AB两点之间连接有四段导线：ACB、ADB、AEB、AFB，四段导线的粗细相同、材料相同；匀强磁场垂直于纸面向内，现给AB两端加上恒定电压，那么以下说法正确的选项是()图2A．四段导线受到的安培力的方向相同B．四段导线受到的安培力的大小相等C．ADB段受到的安培力最大D．AEB段受到的安培力最小3．(2022·如皋市调研)如图3所示，A、B、C是等边三角形的三个顶点，O是A、B连线的中点．以O为坐标原点，A、B连线为x轴，O、C连线为y轴，建立坐标系．过A、B、C、O四个点各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等、方向向里的电流．那么过C点的通电直导线所受安培力的方向为()图3A．沿y轴正方向 B．沿y轴负方向C．沿x轴正方向 D．沿x轴负方向4．(多项选择)长L、质量为m的导体棒ab，被两轻质细线水平悬挂，静置于匀强磁场中；当ab中通过如图4所示的恒定电流I时，ab棒摆离原竖直面，在细线与竖直方向成θ角的位置再次处于静止状态；ab棒始终与磁场方向垂直，那么磁感应强度的大小可能是()图4A.eq\f(mgtanθ,IL) B.eq\f(mgsinθ,IL)C.eq\f(mgsinθ,2IL) D.eq\f(2mgsinθ,3IL)5．(多项选择)(2022·铜山中学模拟)某同学自制一电流表，其原理如图5所示，质量为m的均匀细金属杆MN与一竖直悬挂的绝缘轻弹簧相连，弹簧的劲度系数为k，在矩形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外．MN的右端连接一绝缘轻指针，可指示出标尺上的刻度．MN的长度大于ab，当MN中没有电流通过且处于静止时，MN与矩形区域的ab边重合，且指针指在标尺的零刻度；当MN中有电流时，指针示数可表示电流强度．MN始终在纸面内且保持水平，重力加速度为g.以下说法正确的选项是()图5A．当电流表的示数为零时，弹簧的伸长量为Δx＝eq\f(mg,k)B．为使电流表正常工作，金属杆中电流的方向应从N指向MC．劲度系数k减小，此电流表量程会更小D．磁感应强度B减小，此电流表量程会更小6．(多项选择)如图6所示，在竖直向下的匀强磁场中有两根竖直放置的平行粗糙导轨CD、EF，导轨上放有一金属棒MN.现从t＝0时刻起，给棒通以图示方向的电流且电流强度与时间成正比，即I＝kt，其中k为常量，金属棒与导轨始终垂直且接触良好．以下关于棒的速度v、加速度a随时间t变化的关系图象，可能正确的选项是()图67．(多项选择)(2022·仪征中学5月热身)如图7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的水平光滑长导轨上，电流方向由M指向N，在两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t＝0时导线恰好静止，假设B按如图乙所示的余弦规律变化，以下说法正确的选项是()图7A．在最初的一个周期内，导线在导轨上往复运动B．在最初的一个周期内，导线一直向左运动C．在最初的半个周期内，导线的加速度先增大后减小D．在最初的半个周期内，导线的速度先增大后减小8．(多项选择)如图8所示为实验室电磁炮的模型图，在倾角θ＝37°的绝缘斜面上固定两条不计电阻、宽d＝1m的平行金属导轨．导轨处在垂直斜面向下B＝2T的匀强磁场中．导轨下端接有电动势E＝24V、内阻r＝1Ω的电源，滑动变阻器的阻值变化范围为0～10Ω，允许通过的最大电流为5A．导轨上放置一(连同金属杆PQ)质量m＝1kg的电磁炮，金属杆PQ垂直两金属导轨放置，金属杆电阻R0＝2Ω，与导轨间动摩擦因数为0.2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．闭合开关S使电磁炮在斜面上静止，那么变阻器连入电路的阻值可能是(取g＝10m/s2，sin37°＝0.6)()图8A．2ΩB．4ΩC．6ΩD．8Ω9．(2022·暨阳地区联考)利用如图9所示的实验装置可以测量磁感应强度B的大小．用绝缘轻质丝线把底部长为L、电阻为R、质量为m的“U〞形线框固定在力敏传感器的挂钩上，并用轻质导线连接线框与电源，导线的电阻忽略不计．当有拉力F作用于力敏传感器的挂钩上时，拉力显示器可以直接显示力敏传感器所受的拉力．当线框接入恒定电压为E1时，拉力显示器的示数为F1；接入恒定电压为E2时(电流方向与电压为E1时相反)，拉力显示器的示数为F2.F1>F2，那么磁感应强度B的大小为()图9A．B＝eq\f(RF1－F2,LE1－E2) B．B＝eq\f(RF1－F2,LE1＋E2)C．B＝eq\f(RF1＋F2,LE2－E1) D．B＝eq\f(RF1＋F2,LE1＋E2)

答案精析1．C2．AC[导线的粗细相同、材料相同，由电阻定律R＝eq\f(ρL,S)可知：导线越长，电阻越大，由I＝eq\f(U,R)可知：ACB导线中电流最小，而ADB导线中电流最大，四段导线的有效长度都相同，由F＝BIL可知，ADB段导线受到的安培力最大，而ACB段导线受到的安培力最小，由左手定那么可知，四段导线受到的安培力的方向均相同，故A、C正确，B、D错误．]3．B[由安培定那么可得：A、B处的通电导线在C处的合磁场水平向右，O处的通电导线在C处的磁场也是水平向右，故A、B、O处的三条通电导线在C处的合磁场方向水平向右．再由左手定那么可得：C点的通电直导线所受安培力的方向竖直向下，沿着y轴的负方向，故B正确，A、C、D错误．]4．AB5.AC6.BD7．AD[当t＝0时，由左手定那么可知，MN受到向右的安培力，根据F安＝BLI，由于B最大，故此时的安培力最大，那么MN的加速度最大，随着时间的延长，磁感应强度B减小，故加速度减小，而MN的速度在增大，当B＝0时，加速度为0，速度最大，当B反向时，安培力也会反向，那么加速度也反向，MN做减速运动，到半个周期时，MN速度减小到0，此时的加速度反向最大，然后MN再反向运动，到一个周期时MN又回到原出发的位置，故在最初的一个周期内，导线在导轨上往复运动，应选项A正确，B错误；在最初的半个周期内，导线的加速度先减小后反向增大，而其速度那么是先增大后减小，应选项C错误，D正确．]8．BC[电磁炮静止在导轨上时受重力、支持力、安培力和摩擦力，其中摩擦力可能沿导轨向上，也可能沿导轨向下，由平衡条件可知：mgsinθ±Ff＝IdB，又Ff＝μmgcosθ，代入数据并依据题意可得2.2A≤I≤3.8A，由闭合电路欧姆定律可知I＝eq\f(E,R0＋r＋R)，解得eq\f(63,19)Ω≤R