新高考物理三輪沖刺易錯(cuò)題易錯(cuò)點(diǎn)20 磁場(chǎng)的描述 安培力（解析版）

易錯(cuò)點(diǎn)20磁場(chǎng)的描述安培力例題1.（多選）（2022·湖北·高考真題）如圖所示，兩平行導(dǎo)軌在同一水平面內(nèi)。一導(dǎo)體棒垂直放在導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)恒定。整個(gè)裝置置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒定，方向與金屬棒垂直、與水平向右方向的夾角θ可調(diào)。導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)給導(dǎo)體棒通以圖示方向的恒定電流，適當(dāng)調(diào)整磁場(chǎng)方向，可以使導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌做勻加速運(yùn)動(dòng)或勻減速運(yùn)動(dòng)。已知導(dǎo)體棒加速時(shí)，加速度的最大值為SKIPIF1<0g；減速時(shí)，加速度的最大值為SKIPIF1<0g，其中g(shù)為重力加速度大小。下列說(shuō)法正確的是（）A．棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為SKIPIF1<0B．棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為SKIPIF1<0C．加速階段加速度大小最大時(shí)，磁場(chǎng)方向斜向下，θ=60°D．減速階段加速度大小最大時(shí)，磁場(chǎng)方向斜向上，θ=150°【答案】BC【解析】設(shè)磁場(chǎng)方向與水平方向夾角為θ1，θ1<90°;當(dāng)導(dǎo)體棒加速且加速度最大時(shí)，合力向右最大，根據(jù)左手定則和受力分析可知安培力應(yīng)該斜向右上方，磁場(chǎng)方向斜向右下方，此時(shí)有SKIPIF1<0令SKIPIF1<0SKIPIF1<0根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可得SKIPIF1<0則有SKIPIF1<0同理磁場(chǎng)方向與水平方向夾角為θ2，θ2<90°，當(dāng)導(dǎo)體棒減速，且加速度最大時(shí)，合力向左最大，根據(jù)左手定則和受力分析可知安培力應(yīng)該斜向左下方，磁場(chǎng)方向斜向左上方，此時(shí)有SKIPIF1<0有SKIPIF1<0所以有SKIPIF1<0當(dāng)加速或減速加速度分別最大時(shí)，不等式均取等于，聯(lián)立可得SKIPIF1<0帶入SKIPIF1<0可得α=30°，此時(shí)SKIPIF1<0加速階段加速度大小最大時(shí)，磁場(chǎng)方向斜向右下方，有SKIPIF1<0減速階段加速度大小最大時(shí)，磁場(chǎng)方向斜向左上方，有SKIPIF1<0故BC正確，AD錯(cuò)誤。故選BC?！菊`選警示】誤選A的原因：求極值過(guò)程中三角函數(shù)知識(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤。誤選D的原因：兩種情況下加速速度最大值夾角計(jì)算出錯(cuò)。例題2.(多選)在傾角θ＝37°的光滑導(dǎo)體滑軌的上端接入一個(gè)電動(dòng)勢(shì)E＝3V，內(nèi)阻r＝0.5Ω的電源，滑軌間距L＝50cm，將一個(gè)質(zhì)量m＝40g，電阻R＝1Ω的金屬棒水平放置在滑軌上．若滑軌所在空間加一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S后，金屬棒剛好靜止在滑軌上，如圖所示．(已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2)則下列說(shuō)法正確的是()A．磁感應(yīng)強(qiáng)度有最小值為0.24T，方向垂直滑軌平面向下B．磁感應(yīng)強(qiáng)度有最大值0.4T，方向水平向右C．磁感應(yīng)強(qiáng)度有可能為0.3T，方向豎直向下D．磁感應(yīng)強(qiáng)度有可能為0.4T，方向水平向左【答案】AC【解析】由閉合電路歐姆定律可得I＝eq\f(E,R＋r)＝eq\f(3,0.5＋1)A＝2A，對(duì)金屬棒受力分析可知，當(dāng)安培力沿斜面向上時(shí)，安培力最小，此時(shí)Fmin＝mgsinθ＝0.04×10×sin37°N＝0.24N，當(dāng)安培力最小，且磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與電流方向相互垂直時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度最小為Bmin＝eq\f(Fmin,IL)＝eq\f(0.24,0.5×2)T＝0.24T，由左手定則可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向?yàn)榇怪被壠矫嫦蛳?，故A正確；當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度方向水平向右時(shí)，金屬棒受到的安培力方向豎直向上，當(dāng)BIL＝mg時(shí)，金屬棒剛好靜止在滑軌上，可得B＝eq\f(mg,IL)＝eq\f(0.04×10,0.5×2)T＝0.4T，但此時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度并不是最大值，故B錯(cuò)誤；當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向下時(shí)，金屬棒受到安培力方向水平向右，由金屬棒受力平衡可得B′ILcos37°＝mgsin37°，解得B′＝eq\f(mgsin37°,ILcos37°)＝eq\f(0.04×10×0.6,0.5×2×0.8)T＝0.3T，故C正確；當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度方向水平向左時(shí)，安培力豎直向下，不可能平衡，故D錯(cuò)誤．【誤選警示】誤選B的原因：安培力的大小SKIPIF1<0理解不正確，磁場(chǎng)與電流方向垂直是特殊情況。誤選D的原因：安培力作用的共點(diǎn)力平衡分析出現(xiàn)錯(cuò)誤。一、磁場(chǎng)、磁感線(xiàn)、磁感應(yīng)強(qiáng)度1．磁場(chǎng)(1)基本特性：磁場(chǎng)對(duì)處于其中的磁體、電流和運(yùn)動(dòng)電荷有磁場(chǎng)力的作用．(2)方向：小磁針的N極所受磁場(chǎng)力的方向．2．磁感線(xiàn)在磁場(chǎng)中畫(huà)出一些曲線(xiàn)，使曲線(xiàn)上每一點(diǎn)的切線(xiàn)方向都跟該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向一致．3．磁體的磁場(chǎng)和地磁場(chǎng)4．磁感應(yīng)強(qiáng)度(1)物理意義：描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向．(2)大?。築＝eq\f(F,IL)(通電導(dǎo)線(xiàn)垂直于磁場(chǎng))．(3)方向：小磁針靜止時(shí)N極的指向．二、電流的磁場(chǎng)1．奧斯特實(shí)驗(yàn)：奧斯特實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，即電流可以產(chǎn)生磁場(chǎng)，首次揭示了電與磁的聯(lián)系．2．安培定則(1)通電直導(dǎo)線(xiàn)：用右手握住導(dǎo)線(xiàn)，讓伸直的大拇指所指的方向跟電流的方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線(xiàn)的環(huán)繞方向．(2)通電螺線(xiàn)管：讓右手彎曲的四指所指的方向跟電流的方向一致，大拇指所指的方向就是環(huán)形電流中軸線(xiàn)上的磁感線(xiàn)的方向或螺線(xiàn)管內(nèi)部磁感線(xiàn)的方向．三、磁通量1．概念在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，與磁場(chǎng)方向垂直的面積S和B的乘積．2．公式：Φ＝B·S.3．單位：1Wb＝1_T·m2.四、安培力的方向和大小1．安培力的方向(1)左手定測(cè)：伸開(kāi)左手，使大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi)，把手放入磁場(chǎng)中讓磁感線(xiàn)垂直穿入手心，并使伸開(kāi)的四指指向電流的方向，那么，大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中所受安培力的方向．(2)兩平行的通電直導(dǎo)線(xiàn)間的安培力：同向電流互相吸引，異向電流互相排斥．2．安培力的大小當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與導(dǎo)線(xiàn)方向成θ角時(shí)，F(xiàn)＝BILsin_θ，這是一般情況下的安培力的表達(dá)式，以下是兩種特殊情況：(1)當(dāng)磁場(chǎng)與電流垂直時(shí)，安培力最大，F(xiàn)max＝BIL.(2)當(dāng)磁場(chǎng)與電流平行時(shí)，安培力等于零．易混點(diǎn)：一、電流磁場(chǎng)的疊加和安培定則的應(yīng)用1.直流電流或通電螺線(xiàn)管周?chē)艌?chǎng)磁感線(xiàn)的方向都可以應(yīng)用安培定則判定．2．磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，疊加時(shí)符合矢量運(yùn)算的平行四邊形定則．二、安培力的分析和平衡問(wèn)題1.安培力常用公式F＝BIL，要求兩兩垂直，應(yīng)用時(shí)要滿(mǎn)足(1)B與L垂直．(2)L是有效長(zhǎng)度，即垂直磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的長(zhǎng)度．如彎曲導(dǎo)線(xiàn)的有效長(zhǎng)度L等于兩端點(diǎn)所連直線(xiàn)的長(zhǎng)度(如圖)，相應(yīng)的電流方向沿L由始端流向末端．因?yàn)槿我庑螤畹拈]合線(xiàn)圈，其有效長(zhǎng)度為零，所以閉合線(xiàn)圈通電后在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，受到的安培力的矢量和為零．2．解題步驟(1)把立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖．(2)根據(jù)左手定則確定安培力的方向．(3)受力分析，畫(huà)出安培力和其他力．(4)根據(jù)平衡條件列出平衡方程．1.（2022·河南安陽(yáng)·模擬預(yù)測(cè)）已知SKIPIF1<0是等腰直角三角形三個(gè)頂點(diǎn)，SKIPIF1<0是SKIPIF1<0平分線(xiàn)上的一點(diǎn)，SKIPIF1<0，在SKIPIF1<0四點(diǎn)分別固定四條長(zhǎng)度均為SKIPIF1<0的通電直導(dǎo)線(xiàn)，四條直導(dǎo)線(xiàn)都垂直于三角形SKIPIF1<0所在平面，導(dǎo)線(xiàn)中的電流均為SKIPIF1<0，電流方向如圖所示，若導(dǎo)線(xiàn)SKIPIF1<0在SKIPIF1<0點(diǎn)產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為SKIPIF1<0，則放在SKIPIF1<0點(diǎn)導(dǎo)線(xiàn)受到的安培力大小和方向正確的是（）A．SKIPIF1<0，沿SKIPIF1<0方向 B．SKIPIF1<0，沿SKIPIF1<0方向C．SKIPIF1<0，沿SKIPIF1<0方向 D．SKIPIF1<0，沿SKIPIF1<0方向【答案】D【解析】a、b、d處的電流會(huì)在c處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為SKIPIF1<0，根據(jù)安培定則即磁場(chǎng)的疊加原理可知，c處的合磁場(chǎng)大小為SKIPIF1<0，方向與cd垂直斜向左上方，則放在SKIPIF1<0點(diǎn)導(dǎo)線(xiàn)受到的安培力大小為SKIPIF1<0根據(jù)左手定則，可知c處導(dǎo)線(xiàn)所受安培力沿SKIPIF1<0方向。故選D。2.（2022·上海徐匯·三模）如圖，小磁針?lè)胖迷谒矫鎯?nèi)的O點(diǎn)，四個(gè)距O點(diǎn)相同距離的螺線(xiàn)管A、B、C、D，其中心軸均通過(guò)O點(diǎn)，且與坐標(biāo)軸的夾角均為SKIPIF1<0。設(shè)小磁針的N極從y軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的角度為SKIPIF1<0，在四個(gè)螺線(xiàn)管沒(méi)有通電的情況下SKIPIF1<0。若四個(gè)螺線(xiàn)管中分別通有SKIPIF1<0的電流，方向如圖所示，則SKIPIF1<0為（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0【答案】D【解析】根據(jù)右手定則可判斷通電螺線(xiàn)管電流在O點(diǎn)形成的磁場(chǎng)方向，如圖所示。通電螺旋管在O點(diǎn)形成的磁場(chǎng)強(qiáng)度的大小與通電電流大小成正比關(guān)系，根據(jù)矢量運(yùn)算法則，可知在O點(diǎn)形成的合磁場(chǎng)方向沿y軸負(fù)方向，故小磁針的N極指向y軸負(fù)方向。小磁針的N極從y軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的角度為SKIPIF1<0，D正確，ABC錯(cuò)誤。故選D。3.（2022·浙江·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，傾角SKIPIF1<0的光滑斜面固定在水平地面上，處于平行于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（圖中未畫(huà)出）中。一根長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒水平放置在斜面上，并通以圖示方向電流I（垂直紙面向里）時(shí)，直導(dǎo)體棒處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說(shuō)法中正確的是（）A．勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向有可能平行斜面向上B．當(dāng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直斜面向上時(shí)，該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為SKIPIF1<0C．當(dāng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向水平向左時(shí)，該導(dǎo)體棒所受靜摩擦力平行斜面向上D．當(dāng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為SKIPIF1<0時(shí)，該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向可能與水平方向成SKIPIF1<0【答案】D【解析】A．導(dǎo)體棒受到重力G、支持力FN和安培力FA作用，導(dǎo)體棒靜止，三力的合力為零，重力大小與方向不變，支持力方向不變，受力如圖所示當(dāng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向平行斜面向上時(shí)，由左手定則可知，導(dǎo)體棒受到的安培力垂直于斜面向下，此時(shí)導(dǎo)體棒不能保持靜止?fàn)顟B(tài)，故A錯(cuò)誤；B．由圖示可知，當(dāng)安培力平行于斜面向上時(shí)安培力最小，此時(shí)對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，由左手定則可知，磁場(chǎng)垂直于斜面向上。由平衡條件得mgsinθ=BIL解得BSKIPIF1<0故B錯(cuò)誤；C．由題意知斜面光滑，所以導(dǎo)體棒不會(huì)受到摩擦力作用，故C錯(cuò)誤；D．當(dāng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為SKIPIF1<0時(shí)，安培力FA=BIL=mg由矢量三角形可知，安培力可能豎直向上，由左手定則可知，此時(shí)磁場(chǎng)方向水平向左。安培力還可能與豎直方向成2θ夾角斜向右下方，同理由左手定則可知，此時(shí)磁場(chǎng)方向與水平方向成2θ夾角，故D正確。故選D。一、單選題1．（2022·浙江·模擬預(yù)測(cè)）下圖中磁場(chǎng)與對(duì)應(yīng)電流方向符合的是（

）A． B．C． D．【答案】D【解析】A．根據(jù)右手螺旋定則可知，小磁針?biāo)谖恢么艌?chǎng)方向向左，小磁針的N極應(yīng)指向左，故A錯(cuò)誤；B．通電直導(dǎo)線(xiàn)周?chē)拇艌?chǎng)分布可以通過(guò)右手螺旋定則判斷，在圖示位置，小磁針N極應(yīng)指向里，故B錯(cuò)誤；C．地理的北極是地磁的S極，故C錯(cuò)誤；D．通電環(huán)形導(dǎo)線(xiàn)內(nèi)部的磁場(chǎng)分布通過(guò)右手螺旋定則判斷，圖示導(dǎo)線(xiàn)內(nèi)部的磁場(chǎng)垂直紙面向外，所以小磁針的N極指向外，故D正確。故選D。2．（2022·浙江·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，兩半徑相同的通電圓環(huán)導(dǎo)線(xiàn)互相垂直地豎直放置，圓心都在O點(diǎn)，通過(guò)的電流方向如圖，電流大小都為I，其中直徑AB恰好沿東西方向，則關(guān)于圓心O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向說(shuō)法正確的是（）A．水平面內(nèi)朝東偏北45°方向 B．水平面內(nèi)朝東偏南45°方向C．與正東成45°斜向下方向 D．與正南成45°斜向下方向【答案】B【解析】根據(jù)安培定則可知，平面內(nèi)通電圓環(huán)在圓心O處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向外，即水平向南，大小為B0，垂直平面內(nèi)的通電圓環(huán)在圓心O處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向水平向東，大小為B0，兩者相互垂直，根據(jù)平行四邊形定則進(jìn)行合成得知，O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為SKIPIF1<0方向即為，水平面內(nèi)朝東偏南45°方向。故選B。3．（2022·上?！ひ荒＃┤鐖D所示，兩根平行的長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)a和b中通有大小相等、方向相反的電流，此時(shí)導(dǎo)線(xiàn)a受到的磁場(chǎng)力大小為F1，當(dāng)再加入一個(gè)與導(dǎo)線(xiàn)所在平面垂直向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)后，導(dǎo)線(xiàn)a受到的磁場(chǎng)力大小變?yōu)镕2，若把所加的勻強(qiáng)磁場(chǎng)反向，則此時(shí)導(dǎo)b受到的磁場(chǎng)力大小變?yōu)椋ǎ〢．F2 B．|F1﹣F2| C．F1+F2 D．|2F1﹣F2|【答案】D【解析】a和b中通有方向相反的電流，則a和b之間產(chǎn)生相互排斥的磁場(chǎng)力，大小為F1，如圖1所示，當(dāng)再加入的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向?yàn)榇怪奔埫嫦蛲鈺r(shí)，對(duì)a、b產(chǎn)生的磁場(chǎng)力大小均為F0；對(duì)于a，F(xiàn)1與F0的方向相同，則a受到磁場(chǎng)力大小F2=F1+F0把所加的勻強(qiáng)磁場(chǎng)反向變?yōu)榇怪奔埫嫦蚶?，b受到的F0的方向變?yōu)樗较蜃笈cF1反向，則b受到磁場(chǎng)力大小Fb=|F1﹣F0|=|2F1﹣F2|故選D。4．（2022·廣東·深圳中學(xué)模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，在架子上吊著一根帶絕緣層的導(dǎo)線(xiàn)，右側(cè)導(dǎo)線(xiàn)下部某處裝有一個(gè)鉛墜，使導(dǎo)線(xiàn)保持豎直狀態(tài)，下端連接著一個(gè)鋁箔刷子，刷子下方放置一張鋁箔，調(diào)整刷子的高度使之下端剛好與鋁箔接觸．將左側(cè)導(dǎo)線(xiàn)接到電源的正極上，電源的負(fù)極連接鋁箔，用可移動(dòng)的夾子水平地夾住一根強(qiáng)磁鐵，右端N極正對(duì)右側(cè)導(dǎo)線(xiàn)，接通電源，發(fā)現(xiàn)右側(cè)導(dǎo)線(xiàn)在擺動(dòng)，下列判斷正確的是（）A．右側(cè)導(dǎo)線(xiàn)開(kāi)始時(shí)垂直紙面向里擺動(dòng)B．右側(cè)導(dǎo)線(xiàn)在擺動(dòng)過(guò)程中受到恒定的安培力C．右側(cè)導(dǎo)線(xiàn)在整個(gè)擺動(dòng)過(guò)程中安培力始終對(duì)其做正功D．同時(shí)改變電流方向及磁鐵的磁極方向，右側(cè)導(dǎo)線(xiàn)開(kāi)始擺動(dòng)方向與原來(lái)相同【答案】D【解析】A．根據(jù)左手定則可判斷得，右側(cè)導(dǎo)線(xiàn)開(kāi)始時(shí)，受到垂直紙面向外的安培力作用，所以導(dǎo)線(xiàn)垂直紙面向外擺動(dòng)，故A錯(cuò)誤；B．右側(cè)導(dǎo)線(xiàn)在擺動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)鋁箔刷子與下端鋁箔分開(kāi)時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)中無(wú)電流通過(guò)，不受安培力作用，故B錯(cuò)誤；C．右側(cè)導(dǎo)線(xiàn)在整個(gè)擺動(dòng)過(guò)程中安培力的方向既有與導(dǎo)線(xiàn)運(yùn)動(dòng)方向相同的情況，也有與導(dǎo)線(xiàn)運(yùn)動(dòng)方向相反的情況，所以安培力對(duì)導(dǎo)線(xiàn)有做正功，也有做負(fù)功，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)左手定則可判斷得，同時(shí)改變電流方向及磁鐵的磁極方向，右側(cè)導(dǎo)線(xiàn)所受安培力方向不變，所以開(kāi)始擺動(dòng)方向與原來(lái)相同，故D正確。故選D。5．（2022·廣東·模擬預(yù)測(cè)）在正三角形SKIPIF1<0的三個(gè)頂點(diǎn)SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0處，各固定有一根垂直于三角形的長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)，每根導(dǎo)線(xiàn)通有大小相同的恒定電流，電流方向如圖所示，已知導(dǎo)線(xiàn)SKIPIF1<0受到的安培力大小為SKIPIF1<0，則導(dǎo)線(xiàn)SKIPIF1<0受到的安培力（）A．大小為SKIPIF1<0，方向平行SKIPIF1<0向左 B．大小為SKIPIF1<0，方向平行SKIPIF1<0向右C．大小為SKIPIF1<0，方向垂直SKIPIF1<0向下 D．大小為SKIPIF1<0，方向垂直SKIPIF1<0向上【答案】A【解析】設(shè)兩長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)間的相互作用力大小為SKIPIF1<0，反向電流相互排斥，同向電流相互吸引，對(duì)長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)SKIPIF1<0研究，根據(jù)力的合成可得SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0對(duì)長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)SKIPIF1<0研究，根據(jù)力的合成可得，SKIPIF1<0受到的安培力為SKIPIF1<0方向平行SKIPIF1<0向左，A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。6．（2023·湖北·模擬預(yù)測(cè)）在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有粗細(xì)均勻的同種導(dǎo)線(xiàn)制成的直角三角形線(xiàn)框abc，∠a＝90°，∠c＝37°，磁場(chǎng)方向垂直于線(xiàn)框平面，a、c兩點(diǎn)接一直流電源，電流方向如圖所示。已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，則下列說(shuō)法正確的是（）A．導(dǎo)線(xiàn)bc受到的安培力大于導(dǎo)線(xiàn)ac所受的安培力B．導(dǎo)線(xiàn)abc受到的安培力的合力大于導(dǎo)線(xiàn)ac受到的安培力C．導(dǎo)線(xiàn)ab、ac所受安培力的大小之比為3：8D．導(dǎo)線(xiàn)abc受到的安培力的合力方向垂直于ac向上【答案】C【解析】A．設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，ac邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，則abc的長(zhǎng)度SKIPIF1<0由題意可知在a、c點(diǎn)接一直流電源后流過(guò)abc導(dǎo)線(xiàn)的電流為SKIPIF1<0，流過(guò)ac導(dǎo)線(xiàn)的電流為SKIPIF1<0，故導(dǎo)線(xiàn)bc受到的安培力大小為SKIPIF1<0導(dǎo)線(xiàn)ac所受的安培力大小為SKIPIF1<0故A錯(cuò)誤；B．導(dǎo)線(xiàn)abc的有效長(zhǎng)度為L(zhǎng)，受到的安培力大小為SKIPIF1<0故B錯(cuò)誤；C．a(chǎn)b、ac所受安培力的大小之比SKIPIF1<0故C正確；D．根據(jù)左手定則，導(dǎo)線(xiàn)abc受到的安培力的合力方向垂直于ac向下，故D錯(cuò)誤。故選C。7．（2022·上海浦東新·模擬預(yù)測(cè)）三根互相平行的通電長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)垂直于紙面放置，其與紙面的交點(diǎn)a、b、c位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，電流方向如圖所示。c在坐標(biāo)軸的原點(diǎn)上，三角形關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng)。電流Ia<Ib，則c受到a和b的磁場(chǎng)力的合力方向，是從原點(diǎn)指向（）A．第Ⅰ象限 B．第Ⅱ象限 C．第Ⅲ象限 D．第Ⅳ象限【答案】D【解析】根據(jù)兩通電直導(dǎo)線(xiàn)間同向電流相互吸引，異向電流相互排斥，可知c導(dǎo)線(xiàn)的受力如圖所示因場(chǎng)源電流Ia<Ib，則有SKIPIF1<0合成兩個(gè)安培力后總的合力從原點(diǎn)指向指向第四象限，故選D。8．（2022·江蘇·揚(yáng)州市江都區(qū)育才中學(xué)一模）如圖所示，菱形金屬框架ABCD各邊用粗細(xì)均勻的電阻絲折成，已知SKIPIF1<0，各邊長(zhǎng)度SKIPIF1<0，ABC部分長(zhǎng)度為L(zhǎng)的電阻絲電阻值為r，ADC部分長(zhǎng)度為L(zhǎng)的電阻絲電阻值為3r，框架的兩端A、C與一電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r的電源相接，垂直于框架平面有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則框架受到安培力的合力大小為（）A．SKIPIF1<0 B．0C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0【答案】A【解析】ABC的阻值為2r，ADC的阻值為6r，相當(dāng)于2r與6r的電阻并聯(lián)然后接在電源兩端，外電路等效電阻為SKIPIF1<0流過(guò)電源的電流為SKIPIF1<0根據(jù)并聯(lián)分流，電流與電阻成反比，流過(guò)ABC的電流SKIPIF1<0與流過(guò)ADC的電流SKIPIF1<0分別為SKIPIF1<0SKIPIF1<0ABC與ADC的等效的長(zhǎng)度都為AC的長(zhǎng)度SKIPIF1<0ABC受到的安培力為SKIPIF1<0根據(jù)安培定則，方向垂直AC指向BADC受到的安培力為SKIPIF1<0根據(jù)安培定則，方向垂直AC指向BSKIPIF1<09．（2021·新疆·一模）如圖，金屬線(xiàn)框ACB放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線(xiàn)框平面與磁場(chǎng)方向（垂直于紙面向外）垂直，AC=CB=L，∠ACB=90°，A、B兩點(diǎn)等高。若通以圖示方向的電流，從A端流入的電流大小為I，則線(xiàn)框受到的安培力（）A．方向沿紙面向上，大小為2BIL B．方向沿紙面向上，大小為SKIPIF1<0BILC．方向沿紙面向下，大小為2BIL D．方向沿紙面向下，大小為SKIPIF1<0BIL【答案】B【解析】金屬線(xiàn)框ACB受安培力的合力的等效長(zhǎng)度為SKIPIF1<0，則安培力大小為SKIPIF1<0由左手定則得安培力方向沿紙面向上。故選B。10．（2022·江西南昌·模擬預(yù)測(cè)）在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有粗細(xì)均勻的同種導(dǎo)線(xiàn)制成的正方形線(xiàn)框abcd，磁場(chǎng)方向垂直于線(xiàn)框平面，a、d兩點(diǎn)接一直流電源，電流方向如圖所示。已知ad邊受到的安培力為F，則整個(gè)線(xiàn)框所受安培力為（）A．2F B．4F C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0【答案】D【解析】由圖可知ab邊、bc邊與cd邊串聯(lián)后與ad邊并聯(lián)。設(shè)ad邊電流為I，則ab邊、bc邊與cd邊的電流為SKIPIF1<0。又安培力F=BIL可知ad邊受到的安培力為F，則ab邊、bc邊與cd邊受到的安培力均為SKIPIF1<0。根據(jù)左手定則可判斷ab邊受到的安培力方向向右，cd邊受安培力方向向左，ad邊與bc邊受安培力方向均向下。所以整個(gè)線(xiàn)框所受安培力為SKIPIF1<0故選D。11．（2022·北京·北師大二附中模擬預(yù)測(cè)）如圖甲所示是磁電式電表內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，蹄形磁鐵的兩極間有一個(gè)固定的圓柱形鐵芯，鐵芯外面套有一個(gè)可以繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的鋁框，在鋁框上繞有銅線(xiàn)圈。電表指針固定鐵芯在線(xiàn)圈上，可與線(xiàn)圈一起轉(zhuǎn)動(dòng)，線(xiàn)圈的兩端分別接在兩個(gè)螺旋彈簧上，被測(cè)電流經(jīng)過(guò)這兩個(gè)彈簧流入線(xiàn)圈。蹄形磁鐵與鐵芯間的磁場(chǎng)可看作是均勻輻射分布的，如圖乙所示，無(wú)論線(xiàn)圈轉(zhuǎn)到什么位置，線(xiàn)圈平面總與線(xiàn)圈所在磁場(chǎng)甲的方向平行。關(guān)于磁電式電表，下列說(shuō)法不正確的是（）A．磁電式電表的原理是通電線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中因受安培力而轉(zhuǎn)動(dòng)B．改變線(xiàn)圈中電流的方向，指針會(huì)反向偏轉(zhuǎn)C．增加線(xiàn)圈的匝數(shù)可以提高電表的靈敏度D．用塑料框代替鋁框，在使用電表時(shí)可以使指針更迅速穩(wěn)定在示數(shù)位置上【答案】D【解析】A．磁電式電流表的內(nèi)部，在蹄形磁鐵的兩極間有一個(gè)可以繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的線(xiàn)圈，蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場(chǎng)均勻輻向分布，當(dāng)電流通過(guò)線(xiàn)圈時(shí)，線(xiàn)圈在安培力的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，故A正確，不符合題意；B．改變線(xiàn)圈中電流的方向，線(xiàn)圈受力方向相反，指針會(huì)反向偏轉(zhuǎn)，故B正確，不符合題意；C．線(xiàn)圈匝數(shù)越多，受到的安培力合力越大，越容易轉(zhuǎn)動(dòng)，可以提高電流表的靈敏度；故C正確，不符合題意；D．用鋁框做骨架，當(dāng)線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)致鋁框的磁通量變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，出現(xiàn)安培阻力，使其很快停止擺動(dòng)。而塑料做骨架達(dá)不到此作用，故D錯(cuò)誤，符合題意。故選D。12．（2022·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè)）如圖甲所示為電流天平，此裝置可以測(cè)定螺線(xiàn)管中的磁感應(yīng)強(qiáng)度。它的橫臂（圖乙）能繞轉(zhuǎn)軸SKIPIF1<0自由轉(zhuǎn)動(dòng)，軸的兩側(cè)臂長(zhǎng)度相等。在軸的右側(cè)，沿著橫臂的邊緣固定著一條U形絕緣導(dǎo)線(xiàn)，天平最右端導(dǎo)線(xiàn)CD的長(zhǎng)度為l。先調(diào)整天平處于平衡，把U形導(dǎo)線(xiàn)端放入待測(cè)的磁場(chǎng)中（如圖丙所示），給U形導(dǎo)線(xiàn)和螺線(xiàn)管分別通以大小為I和I0的電流。CD段導(dǎo)線(xiàn)由于受到安培力作用而使天平右臂向下傾斜，在天平的另一端可以加適當(dāng)?shù)捻来a，使天平恢復(fù)平衡。設(shè)當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭＝10m/s2。則下列說(shuō)法正確的是（）A．在螺線(xiàn)管內(nèi)部與螺線(xiàn)管軸線(xiàn)平行的一條通電導(dǎo)線(xiàn)所受安培力為SKIPIF1<0B．若在電流天平的左端增加的砝碼質(zhì)量為m，則長(zhǎng)螺線(xiàn)管內(nèi)部的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為SKIPIF1<0C．若螺線(xiàn)管內(nèi)部的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.05T，CD段導(dǎo)線(xiàn)的長(zhǎng)度為3cm，U形導(dǎo)線(xiàn)通電電流I＝2.0A，為使天平保持平衡，應(yīng)在左端懸掛3SKIPIF1<010-4g的砝碼D．假如使通過(guò)CD段導(dǎo)線(xiàn)的電流反向，仍可以通過(guò)懸掛砝碼的方式測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度【答案】B【解析】A．螺線(xiàn)管內(nèi)部的磁場(chǎng)方向平行于螺線(xiàn)管軸線(xiàn)，對(duì)同樣平行于螺線(xiàn)管軸線(xiàn)的導(dǎo)線(xiàn)沒(méi)有力的作用，故A錯(cuò)誤；B．當(dāng)電流天平兩端平衡時(shí)，由于力臂相等，兩端