第十一章 第1练 磁场及其对电流的作用

1．(2023·广东广州市执信中学高三测试)关于磁场的说法正确的是()A．通电导线在磁场中受到的安培力越大，该位置的磁感应强度越大B．因地磁场影响，在进行奥斯特实验时，通电导线南北放置时实验现象最明显C．垂直磁场放置的通电导线受力的方向就是磁感应强度的方向D．地球表面上任意位置的地磁场方向都与地面平行2.(2021·全国甲卷·16)两足够长直导线均折成直角，按图示方式放置在同一平面内，EO与O′Q在一条直线上，PO′与OF在一条直线上，两导线相互绝缘，通有相等的电流I，电流方向如图所示．若一根无限长直导线通过电流I时，所产生的磁场在距离导线d处的磁感应强度大小为B，则图中与导线距离均为d的M、N两点处的磁感应强度大小分别为()A．B、0B．0、2BC．2B、2BD．B、B3.光滑水平面内固定两根平行的长直导线A和B，通以等大反向的电流I1、I2；通有图示方向电流I的短导线C垂直于A、B放在正中间，三者处于同一平面内．释放C，它将()A．沿着水平面向右运动B．沿着水平面向左运动C．顺时针转动，同时向B靠近D．逆时针转动，同时向A靠近4．(2023·江苏如皋市调研)如图所示，水平桌面上有一正三角形线框abc，线框由粗细相同的同种材料制成，边长为L，线框处在与桌面成60°角斜向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，ac边与磁场垂直．现a、c两点接到直流电源上，流过ac边的电流为I，线框静止在桌面上，则线框受到的摩擦力大小为()A.eq\f(\r(3),4)BILB.eq\f(2\r(3),2)BILC.eq\f(3\r(3),4)BILD．2BIL5．(2023·北京市模拟)如图甲所示是磁电式电表内部结构示意图，蹄形磁体的两极间有一个固定的圆柱形铁芯，铁芯外面套有一个可以绕轴转动的铝框，在铝框上绕有铜线圈．电表指针固定在铝框上，可与线圈一起转动，线圈的两端分别接在两个螺旋弹簧上，被测电流经过这两个弹簧流入线圈．蹄形磁体与铁芯间的磁场可看作是均匀辐射分布的，如图乙所示，无论线圈转到什么位置，线圈平面总与线圈所在磁场的方向平行．关于磁电式电表，下列说法不正确的是()A．磁电式电表的原理是通电线圈在磁场中因受安培力而转动B．改变线圈中电流的方向，指针会反向偏转C．增加线圈的匝数可以提高电表的灵敏度D．用塑料框代替铝框，在使用电表时可以使指针更迅速稳定在示数位置上6.如图所示，竖直平面内有三根轻质细绳，绳1水平，绳2与水平方向成60°角，O为结点，绳3的下端拴接一质量为m、长度为l的导体棒，棒垂直于纸面静止，整个空间存在竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场．现向导体棒通入方向向里、大小由零缓慢增大到I0的电流，可观察到导体棒缓慢上升到与绳1所处的水平面成30°角时保持静止．已知重力加速度为g.在此过程中，下列说法正确的是()A．绳1受到的拉力先增大后减小B．绳2受到的拉力先增大后减小C．绳3受到的拉力最大值为eq\r(3)mgD．导体棒中电流I0的值为eq\f(\r(3)mg,Bl)7．(2023·江苏南京市第二十九中学高三检测)如图所示，水平地面上平行放置两根足够长的通电直导线a和b，电流大小相等，方向垂直纸面向里，竖直线MN位于直导线a、b的中垂面上．通电直导线c中的电流方向垂直纸面向外．现在从M点由静止释放直导线c，直导线c可沿中垂面落至地面上的N点．整个过程导线a和b静止不动，不计空气阻力，则由M点运动到N点的过程中()A．导线c在M点受到的安培力水平向右B．导线c在M点受到的安培力竖直向下C．导线c可能做加速度一直增大的加速运动D．导线c可能做加速度一直减小的加速运动8．(2023·江苏镇江市模拟)如图甲，两根长度和质量都相同的金属直导线ab、cd用绝缘丝线连接，再用绝缘丝线将ab悬挂在水平细杆上，细杆、直导线均水平，ab、cd中通有相同大小的电流，方向如图所示，两根导线的质量均为m，重力加速度为g，不考虑两导线之间的安培力作用．现在两导线所在空间施加与导线垂直斜向上的匀强磁场，磁场方向与竖直方向间夹角为30°，其截面图如图乙．下列说法正确的是()A．悬挂导线ab的丝线向右偏离竖直方向B．上下每根丝线上的拉力大小分别为mg、eq\f(mg,2)C．若增大匀强磁场的磁感应强度大小，则上面丝线上的拉力大小可能为0D．若增大匀强磁场的磁感应强度大小，则下面丝线与竖直方向间夹角将增大9．在城市建设施工中，经常需要确定地下金属管线的位置．如图所示，已知一根金属长直管线平行于水平地面，为探测其具体位置，首先给金属管线通上恒定电流，再用可以测量磁场强弱、方向的仪器进行以下操作：①用测量仪在金属管线附近的水平地面上找到磁感应强度最强的某点，记为a；②在a点附近的地面上，找到与a点磁感应强度相同的若干点，将这些点连成直线EF；③在地面上过a点垂直于EF的直线上，找到磁场方向与地面夹角为45°的b、c两点，测得b、c两点距离为L.由此可确定()A．金属管线在EF正下方，深度为eq\f(1,2)LB．金属管线在EF正下方，深度为eq\f(\r(2),2)LC．金属管线的走向垂直于EF，深度为eq\f(1,2)LD．金属管线的走向垂直于EF，深度为eq\f(\r(2),2)L10.在倾角θ＝37°的光滑导体滑轨的上端接入一个电动势E＝3V，内阻r＝0.5Ω的电源，滑轨间距L＝50cm，将一个质量m＝40g，电阻R＝1Ω的金属棒水平放置在滑轨上．若滑轨所在空间加一匀强磁场，当闭合开关S后，金属棒刚好静止在滑轨上，如图所示．已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2，下列说法正确的是()A．磁感应强度有最小值，为0.32T，方向垂直滑轨平面向下B．磁感应强度有最大值，为0.4T，方向水平向右C．磁感应强度有可能为0.3T，方向竖直向下D．磁感应强度有可能为0.4T，方向水平向左11．(2023·江苏省海头中学检测)如图所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度，下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长MN相等，将它们分别挂在天平的右臂下方，线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态，若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是()12．如图，两形状完全相同的平行金属环A、B竖直固定在绝缘水平面上，且两圆环的圆心O1、O2的连线为一条水平线，其中M、N、P为该连线上的三点，相邻两点间的距离满足MO1＝O1N＝NO2＝O2P.当两金属环中通有从左向右看逆时针方向的大小相等的电流时，经测量可得M点的磁感应强度大小为B1、N点的磁感应强度大小为B2，如果将右侧的金属环B取走，P点的磁感应强度大小应为()A．B2－B1B．B1－eq\f(B2,2)C．B1＋eq\f(B2,2)D.eq\f(B1,3)第十一章磁场第1练磁场及其对电流的作用1．B2.B3.A4.C5.D6．D[对整体分析，重力大小和方向不变，绳1、2弹力方向不变，根据左手定则，安培力水平向右逐渐增大，由平衡条件得水平方向F1＝F2cos60°＋BIl，竖直方向F2sin60°＝mg，电流逐渐变大，则F1增大，F2不变，故A、B错误；当电流增大到I0时，安培力与重力的合力最大，即绳3受到的拉力最大，sin30°＝eq\f(mg,F3)，最大值为F3＝2mg，故C错误；对导体棒受力分析得tan30°＝eq\f(mg,BI0l)，得I0＝eq\f(\r(3)mg,Bl)，故D正确．]7．C[根据右手螺旋定则可知通电直导线a和b在M点的磁场方向如图所示，由矢量的叠加可知通电直导线a和b在M点的磁场方向水平向右，根据左手定则可知导线c在M点受到的安培力竖直向上，故A、B错误；若距离N点无穷远处，磁感应强度为零，N点磁感应强度为零，所以从无穷远处到N点磁感应强度先增大后减小，由于不清楚M点的位置，所以通电直导线c所受安培力可能先增大后减小，也可能一直减小，结合牛顿第二定律mg－F＝ma，可知导线c可能做加速度一直增大的加速运动，也可能先做加速度减小的加速运动再做加速度增大的加速运动，故C正确，D错误．]8．D[由左手定则和安培力公式可知，磁场对ab的安培力与对cd的安培力等大反向，将导线ab、cd(含两者间丝线)看作一个整体，则悬挂导线ab的丝线拉力与整体的重力方向在一条直线上(如图(a))，故应保持竖直，故A错误；由整体法可知，上方丝线拉力大小等于整体的重力大小2mg，故B错误；增大磁感应强度，磁场对ab的安培力与对cd的安培力仍然等大反向，上面丝线上的拉力大小与整体重力相等，等于2mg，故C错误；增大匀强磁场的磁感应强度大小，则cd导线所受安培力方向不变大小增大，由三角形定则(如图(b))可知，拉力方向与竖直方向夹角增大，所以下面丝线与竖直方向间夹角增大，故D正确．]9．A[用测量仪在金属管线附近的水平地面上找到磁感应强度最强的某点，记为a，说明a点离金属管线最近；找到与a点磁感应强度相同的若干点，将这些点连成直线EF，故说明这些点均离金属管线最近，因此通电的金属管线平行于EF；画出左侧视图，如图所示，b、c间距为L，且磁场方向与地面夹角为45°，故金属管线在EF正下方，深度为eq\f(1,2)L，故选A.]10．C[由闭合电路欧姆定律可得I＝eq\f(E,R＋r)＝eq\f(3,1＋0.5)A＝2A，对金属棒受力分析可知，当安培力沿滑轨向上时，安培力最小，此时Fmin＝mgsinθ＝0.04×10×0.6N＝0.24N，当安培力最小，且磁感应强度方向与电流方向相互垂直时，磁感应强度最小，为Bmin＝eq\f(Fmin,IL)＝eq\f(0.24,2×0.5)T＝0.24T，由左手定则可知，磁感应强度的方向为垂直滑轨平面向下，故A错误；当磁感应强度方向水平向右时，金属棒受到的安培力方向竖直向上，当BIL＝mg时，金属棒刚好静止在滑轨上，可得B＝eq\f(mg,IL)＝eq\f(0.04×10,2×0.5)T＝0.4T，但此时磁感应强度并不是最大值，故B错误；当磁感应强度方向竖直向下时，金属棒受到安培力方向水平向右，由金属棒受力平衡可得B′ILcos37°＝mgsin37°，解得B′＝eq\f(mgsin37°,ILcos37°)＝eq\f(0.04×10×0.6,2×0.5×0.8)T＝0.3T，故C正确；当磁感应强度方向水平向左时，安培力竖直向下，金属棒不可能平衡，故D错误．]11．A[天平原本处于平衡状态，所以线圈所受安培力越大，天平越容易失去平衡，由于线圈平面与磁感应强度垂直，且线圈不全在磁场区域内，所以线圈与磁场区域的交点的长度等于线圈在磁场中的有效长度，由题图可知，A图的有效长度最长，磁感应强度B和电流大小I相等，所以A所受的安培力最大，则A图最容易使天