高考物理一轮题复习 第九章 磁场 微专题61 磁场对电流的作用试题

磁场对电流的作用1．考点及要求：(1)安培力、安培力的方向(Ⅰ)；(2)匀强磁场中的安培力(Ⅱ).2.方法与技巧：(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．(安培力作用下导体运动情况的判定)如图1所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A，A与螺线管垂直，A导线中的电流方向垂直纸面向里，开关S闭合，A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是()图1A．水平向左 B．水平向右C．竖直向下 D．竖直向上2．(安培力作用下的平衡问题)(多选)如图2所示，在匀强磁场中(磁场方向没有画出)固定一倾角为30°的光滑斜面，一根质量为m的通电直导线垂直于纸面水平放置在斜面上，直导线恰好能保持静止，电流方向垂直于纸面向里，已知直导线受到的安培力和重力大小相等，斜面对直导线的支持力大小可能是(重力加速度为g)()图2A．0 B．mgC.eq\f(\r(3),2)mg D.eq\r(3)mg3．(安培力作用下的加速问题)(多选)如图3所示，质量为m、长为L的导体棒MN电阻为R，初始时静止于电阻不计的光滑的水平金属轨道上，电源电动势为E，内阻不计．匀强磁场的磁感应强度为B，其方向与轨道平面成θ角斜向上方，开关闭合后导体棒开始运动，则()图3A．导体棒向左运动B．开关闭合瞬间导体棒MN所受安培力为eq\f(BEL,R)C．开关闭合瞬间导体棒MN所受安培力为eq\f(BELsinθ,R)D．开关闭合瞬间导体棒MN的加速度为eq\f(BELsinθ,mR)4．(多选)如图4所示，水平长直导线MN中通有M到N方向的恒定电流，用两根轻质绝缘细线将矩形线圈abcd悬挂在其正下方．开始时线圈内不通电流，两根细线上的张力均为FT，当线圈中通过的电流为I时，两根细线上的张力均减小为FT′.下列说法正确的是()图4A．线圈中通过的电流方向为a→d→c→b→aB．线圈中通过的电流方向为a→b→c→d→aC．当线圈中的电流变为eq\f(FT,FT－FT′)I时，两细线内的张力均为零D．当线圈中的电流变为eq\f(FT′,FT－FT′)I时，两细线内的张力均为零5．在垂直纸面向里的匀强磁场中，有一段弯折成直角的金属导线abc，ab＝bc＝L.导线中通有如图5所示方向的电流，电流强度为I，磁场的磁感应强度为B.要使该段导线保持静止不动，应在点b加一外力F为()图5A．2BIL，与ab、bc成45°角斜向上B．2BIL，与ab、bc成45°角斜向下C.eq\r(2)BIL，与ab、bc成45°角斜向上D.eq\r(2)BIL，与ab、bc成45°角斜向下6．(多选)如图6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，此时台秤有一定的读数．现在磁铁上方中心偏右位置固定一通电导线，当通以一定的电流后，台秤的示数增加，同时弹簧缩短(弹簧始终处于弹性限度内)，则下列说法正确的是()图6A．磁铁右端为N极，左端为S极，导线中的电流方向垂直纸面向内B．磁铁右端为N极，左端为S极，导线中的电流方向垂直纸面向外C．磁铁右端为S极，左端为N极，导线中的电流方向垂直纸面向内D．磁铁右端为S极，左端为N极，导线中的电流方向垂直纸面向外7．所图7所示，用粗细均匀的电阻丝折成平面梯形框架abcd.其中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R0，框架与一电动势为E，内阻r＝0.8R0的电源相连接，垂直于框架平面有垂直于纸面向里磁感应强度为B的匀强磁场，则梯形框架abcd受到的安培力的大小为()图7A．0B.eq\f(BEL,R0)C.eq\f(2BEL,5R0)D.eq\f(3BEL,5R0)

答案解析1．D[首先根据安培定则判断通电螺线管在A处产生的磁场方向：水平向左．根据左手定则判断可知：A受到通电螺线管磁场的作用力的方向：竖直向上．故选D.]2．AD[在图甲中，由力的平衡可知F与mg大小相等，方向相反，所以支持力为0，A项正确．由图乙可知eq\f(FN,2cos30°)＝mg，解得FN＝eq\r(3)mg，D项正确，B、C两项均错．]3．BD[磁场方向与导体棒垂直，导体棒所受安培力F＝BIL＝eq\f(BEL,R)，方向垂直于磁场方向与电流方向所确定的平面斜向下，其有水平向右的分量，导体棒将向右运动，故A、C错误，B正确．导体棒所受的合力F合＝Fcos(90°－θ)＝Fsinθ，由a＝eq\f(F合,m)得a＝eq\f(BELsinθ,mR)，D正确．]4．BC[线圈内不通电流时由平衡条件有mg＝2FT；设ab和cd处的磁感应强度分别为B1和B2，由题意及平衡条件知，当线圈中通过的电流为I时，mg＝(B1－B2)IL＋2FT′，ab所受安培力向上，由左手定则可知，电流的方向为a→b→c→d→a，选项A错误，B正确；当两根细线内的张力为零时，mg＝(B1－B2)I′L，可得I′＝eq\f(FT,FT－FT′)I5．C[通电金属导线abc的有效长度等效为线段ac的长度eq\r(2)L，由安培力公式得，金属导线abc在磁场中受安培力大小为F＝eq\r(2)BIL，根据左手定则知安培力的方向与ac垂直斜向下，故力F大小为eq\r(2)BIL，方向与ab、bc成45°角斜向上，所以选项A、B、D错误，C正确．]6．AD[当磁铁右端为N极，左端为S极时，磁铁的磁感线在它的外部是从N极到S极，因为长直导线在磁铁的中心偏右位置，所以此处的磁感线是斜向左上的，若电流的方向垂直纸面向里，根据左手定则，导线受磁铁给的安培力方向是斜向右上，长直导线是固定不动的，根据物体间力的作用是相互的，导线给磁铁的反作用力方向就是斜向左下的；将这个力在水平方向和竖直方向分解，因此光滑平板对磁铁支持力增大，台秤的示数增加，由于在水平向左产生分力，所以压缩弹簧，弹簧长度将变短，故A正确，B错误．当磁铁右端为S极左端为N极时，可得此处的磁感线是斜向右下的，若电流的方向垂直于纸面向外，根据左手定则，导线受磁铁给的安培力方向是斜向右上，长直导线是固定不动的，根据物体间力的作用是相互的，导线给磁铁的反作用力方向就是斜向左下的；将这个力在水平方向和竖直方向分解，因此光滑平板对磁铁压力增大，台秤的示数增加，由于水平向左产生分力，所以压缩弹簧，弹簧长度将变短，故C错误，D正确．]7．B[根据左手定则判断出各段受到的安培力的方向，如图电路abcd上的电阻为3R0，由几何关系得，ad段的长度为2L，所以ad上的电阻为2R0R并＝eq\f(3R0·2R0,3R0＋2R0)＝1.2R0电路中的总电流：I＝eq\f(E,R并＋r)＝eq\f(E,2R0)路端电压：U＝I·R并＝eq\f(E,2R0)·1.2R0＝0.6Eabcd上的电流：I1＝eq\f(U,3R0)＝eq\f(E,5R0)abcd上各段的安培力：F1＝F2＝F3＝BI1L＝eq\f(BEL