高中物理練習磁場對電流的作用

1、學習必備歡迎下載、選擇題.在磁場中某區(qū)域的磁感線，如圖所示，則 （）a、b兩處的磁感應強度的大小不等RBa、b兩處的磁感應強度的大小不等，BaBa,所以B正確.（20 10 安慶模擬）如圖所示，在豎直向上的勻強磁場中，水平放置著一根長直導線, 電流方向垂直紙面向外， a、b、c、d是以直導線為圓心的同一圓周上的四點，在這四點中（）a、b兩點磁感應強度相同c、d兩點磁感應強度大小相等a點磁感應強度最大b點磁感應強度最大答案BD解析磁感應強度是矢量，根據安培定則可確定直導線產生的磁場在a、b、c、d四點磁感應強度的方向.根據矢量合成法則，可得 A C錯誤，B D正確. TOC o 1-5 h z

2、（2010 遼寧錦州期末）如圖所示，一根質量為 m的金屬棒AC用軟線懸掛在磁感應強 度為B的勻強磁場中，通入 A- C方向的電流時，懸線張力不為零，欲使懸線張力為零，可 以采用的辦法是（）A.不改變電流和磁場方向，適當增大電流乂乂乂乂B.只改變電流方向，并適當減小電流.I FxXXXC.不改變磁場和電流方向，適當減小磁感應強度D.只改變磁場方向，并適當減小磁感應強度答案A解析通入A-C方向的電流時，由左手定則可知，安培力方向垂直金屬棒向上，2T+ F安=mg F安=81;欲使懸線張力為零，需增大安培力，但不能改變安培力的方向，只有選項A符合要求.（2010 鎮(zhèn)江模擬）如圖所示，若一束電子沿 y

3、軸正方向移動，則在 z軸上某點A的學習必備歡迎下載磁場方向應該是（）A.乜X x軸的正向B.乜& x軸的負向1mz軸的正向7mz軸的負向答案B解析電子沿y軸正方向移動，相當于電流方向沿 y軸負方向，根據安培定則可判斷 在z軸上的A點的磁場方向應該沿 x軸負方向.（2010 黃岡）如圖所示，用粗細均勻的電阻絲折成平面梯形框架，ab、cd邊均與ad邊成60角，ab=bc=cd=L,長度為L的電阻絲電阻為r,框架與一電動勢為 E,內阻為r 的電源相連接，垂直于框架平面有磁感應強度為B的勻強磁場，則框架受到的安培力的合力大小為（）A. 0C.10BEL11r5BELB.- 11rBELD.一r答案C解

4、析總電阻 R= 1? + r = gr,總電流3r +2r 5E 5EI=R=布,梯形框架文的安培力可等效為I通過ad邊時受到的安培力,F=BI ad =BI2L=10BEL11r 所以C選項正確.（2010 長沙）通有電流的導線 Li、L2處在同一平面（紙面）內，Li是固定的，L2可繞垂直紙面的固定轉軸 O轉動（O為L2的中心），各自的電流方向如圖所示.下列哪種情況將會 TOC o 1-5 h z 發(fā)生（）4A.因L2不受磁場力的作用，故 L2不動l r 十皿一八b一丘拓4 F0B.因L2上、下兩部分所受的磁場力平衡，故L2不動L2繞軸O按順時針方向轉動L U /iL2繞軸O按逆時針方向轉動

5、答案D解析本題考查常見電流周圍的磁場的分布，安培力的方向和物體轉動的條件等知識點.由右手螺旋定則可知導線L1的上方的磁場的方向為垂直紙面向外，且離導線L1的距離學習必備歡迎下載越遠的地方，磁場越弱，導線L2上的每一小部分受到的安培力方向水平向右，由于O點的下方磁場較強，則安培力較大，因此L2繞軸O按逆時針方向轉動， D選項對.7.如圖所示，兩根間距為 d的平行光滑金屬導軌間接有電源E,導軌平面與水平面間的夾角0 =30。.金屬桿ab垂直導軌放置，導軌與金屬桿接觸良好.整個裝置處于磁感應 強度為B的勻強磁場中.當磁場方向垂直導軌平面向上時，金屬桿ab剛好處于靜止狀態(tài).要 TOC o 1-5 h

6、z 使金屬桿能沿導軌向上運動，可以采取的措施是（）A.增大磁感應強度 BB.調節(jié)滑動變阻器使電流減小*.C.增大導軌平面與水平面間的夾角0D.將電源正負極對調使金屬桿中的電流方向改變答案A解析考查磁場對電流的作用一一安培力的性質及動態(tài)平衡分析.金屬桿能在導軌上處于靜止狀態(tài)，說明安培力等于重力沿導軌平面向下的分力，即BIL = mcsin 0 ,要使金屬桿能沿導軌向上運動，則可以增大安培力，增大磁感應強度B或增大電流I ,也可以減小重力沿斜面向下的分力，即減小角度0 , A項正確，BC項錯誤；如果將電流方向反向，則安培力沿導軌平面向下，金屬桿只能向下運動，D項錯誤.本題難度中等. TOC o 1

7、-5 h z （2010 鄭州二次質量預測）如圖所示，光滑的金屬軌道分水平段和圓弧段兩部分，O點為圓弧的圓心.兩金屬軌道之間的寬度為0.5m,勻強磁場方向如圖，大小為0.5T.質量為MN= OP= 1m,則（）0.75NFa=BIL = 0.5 X2X0.5N =0.05kg、長為0.5m的金屬細桿置于金屬軌道上的M點.當在金屬細桿內通以電流強度為2A的恒定電流時，金屬細桿可以沿桿向右由靜止開始運動.已知A.金屬細桿開始運動時的加速度為5m/s2.金屬細桿運動到 P點時的速度大小為 5m/s2C.金屬細桿運動到 P點時的向心加速度大小 10m/sD.金屬細桿運動到 P點時對每一條軌道的作用力大

8、小為答案D解析金屬細桿在水平方向受到安培力作用，安培力大小0.5N,金屬細桿開始運動時的加速度為a=FA/*10m/s；選項A錯誤；對金屬細桿從 M點到P點的運動過程，安培力做功W= Fax （MN- OP=1J,重力做功 W= mg ONk 0.5J ,由動能定理得 W4 W ；mV，解得金屬細桿運動到 P點時的速度大小為 v=20m/s,選項B錯誤；金屬細桿運動到P點時的加速度可分解為水平方向的向心加速度和豎直方向的加速度，水平方向的向心加速度大小為a = v2/r = 20m/s：選項C錯誤；在P點金屬細桿受到軌道水平向左的作用力F,水平向右的安培力 Fa,由牛頓第二定律得F- FA=m

9、V/r,解得F= 1.5N,每一條軌道對金屬細桿的作用力大小為0.75N,由牛頓第三定律可知金屬桿運動到學習必備歡迎下載P點時對每一條軌道的作用力大小為0.75N ,選項D正確.二、非選擇題.某興趣小組在研究長直導線周圍的磁場時，為增大電流，用多根導線捆在一起代替 長直導線，不斷改變多根導線中的總電流和測試點與直導線的距離r,測得下表所示數據:廠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由上述數據可得出磁感應強度B與電流I及距離r的關系式為B=T_(要求估算出比例系數，用等式表示)答案2X10：解析分析表格中數據可得，B與電流I成正比，與測試點到直導線的距離r成反比,即B= k 取表格中的第一單元格進行計算可得K-2X10 7,即B= 2X107x；t. (2010 大連模擬)水平放置的光滑金屬導軌寬 L=0.2m,接有電源電動勢 E= 3V, 電源內阻及導軌電阻不計.勻強磁場豎直向下穿過導軌，磁感應強度B= 1T.導體棒ab的電阻R= 6Q ,質量m 10g,垂直放在導軌上并良好接觸 (如圖)，求合上開關

11、的瞬間.x x xax x x(1)金屬棒受到安培力的大小和方向；(2)金屬棒的加速度.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.如圖所示，在傾角為37的光滑斜面上有一根長為0.4m,質量為6X10 2kg的通電直導線，電流強度I = 1A,方向垂直于紙面向外，導線用平行斜面的輕繩拴住不動，整個裝置放在磁感應強度每秒增加0.4T,方向豎直向上的磁場中.設 t = 0時，B=0,則需要多學

12、習必備歡迎下載長時間，斜面對導線的支持力為零？(g取10m/s2)答案5s解析斜面對導線的支持力為零時導線的受力如圖所示.由平衡條件 FtC0s37o = RDFsin37 = mgD由解得：f= tanmg代入數值得：F= 0.8N由F=BIL得：B=FIL0.81X0.4T=2TB與t的變化關系為B=0.4tin 0 + Ff其中Ff=科Fn,以上三式聯立得出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)通以最小電流時,ab受力分析如圖乙，此時(1)類似，由平衡條件得:Fmin =ab受靜摩擦力，方向沿斜面向上，與0J3X