（浙江選考）2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第八章 磁場 第1講 磁場及其對電流的作用學(xué)案

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1、 第1講　磁場及其對電流的作用 [考試標(biāo)準(zhǔn)] 知識內(nèi)容 必考要求 加試要求 說明 磁現(xiàn)象和磁場 b b 1.不要求計算導(dǎo)線與磁場不垂直時的安培力． 2.利用安培力公式，綜合其他力學(xué)規(guī)律，求解力學(xué)與電學(xué)綜合的問題只限于所受各力在一條直線或者相互垂直的情形 . 磁感應(yīng)強(qiáng)度 c c 幾種常見的磁場 b b 通電導(dǎo)線在磁 場中受到的力 c d 一、磁場和磁感應(yīng)強(qiáng)度 1．磁場 (1)磁場：存在于磁體周圍或電流周圍的一種客觀存在的特殊物質(zhì)．磁體和磁體之間、磁體和通電導(dǎo)體之間、通電導(dǎo)體和通電導(dǎo)體間的相互作用都是通過磁場發(fā)生的． (2)基本性質(zhì)：對放入

2、其中的磁體或通電導(dǎo)體有力的作用． (3)方向：①小磁針N極所受磁場力的方向． ②小磁針靜止時N極的指向． (4)地磁場：地球磁體的N極(北極)位于地理南極附近，地球磁體的S極(南極)位于地理北極附近． 2．磁感應(yīng)強(qiáng)度 (1)定義式：B＝(通電導(dǎo)線垂直于磁場)． (2)方向：小磁針靜止時N極的指向． 自測1　關(guān)于磁場，下列說法正確的是(　　) A．磁場和電場一樣，是客觀存在的特殊物質(zhì) B．無論在何處，小磁針的指向就是磁場的方向 C．地球是一個大磁體，地磁場的N極在地理的北極附近 D．磁極與磁極、磁極與電流之間的相互作用是通過磁場發(fā)生的，而電流與電流之間的相互作用是通過電場發(fā)

3、生的 答案　A 二、幾種常見的磁場 1．常見磁體的磁場(如圖1) 圖1 2．電流的磁場 通電直導(dǎo)線 通電螺線管 環(huán)形電流 安培定則 右手握住導(dǎo)線，讓伸直的拇指所指的方向與電流方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線環(huán)繞的方向 讓右手彎曲的四指與環(huán)形電流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線軸線上磁感線的方向 自測2　圖2中四圖為電流產(chǎn)生磁場的分布圖，正確的分布圖是(　　) 圖2 A．①③ B．②③ C．①④ D．②④ 答案　C 三、通電導(dǎo)線在磁場中受到的力 1．安培力的大小 (1)磁場和電流垂直時，F(xiàn)＝BIL.

4、(2)磁場和電流平行時：F＝0. 2．安培力的方向 (1)用左手定則判定：伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)．讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使四指指向電流的方向，這時拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向． (2)安培力的方向特點：F⊥B，F(xiàn)⊥I，即F垂直于B和I決定的平面． 自測3　在赤道上，地磁場可以看做是沿南北方向并且與地面平行的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度是5×10－5 T．如果赤道上有一條沿東西方向的直導(dǎo)線，長40 m，載有20 A的電流，地磁場對這根導(dǎo)線的作用力大小是(　　) A．4×10－8 N B．2.5×10－5 N C．9×10－4

5、N D．4×10－2 N 答案　D 命題點一　安培定則和磁感應(yīng)強(qiáng)度的疊加 1．安培定則的應(yīng)用 在運(yùn)用安培定則判定直線電流和環(huán)形電流及通電螺線管的磁場時應(yīng)分清“因”和“果”. 原因(電流方向) 結(jié)果(磁場方向) 直線電流的磁場 大拇指 四指 環(huán)形電流及通電螺線管的磁場 四指 大拇指 2.磁場的疊加 磁感應(yīng)強(qiáng)度為矢量，合成與分解遵循平行四邊形定則． 例1　(2017·浙江4月選考·9)如圖3所示，兩平行直導(dǎo)線cd和ef豎直放置，通以方向相反、大小相等的電流，a、b兩點位于導(dǎo)線所在的平面內(nèi)．則(　　) 圖3 A．b點的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零 B．ef導(dǎo)

6、線在a點產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向里 C．cd導(dǎo)線受到的安培力方向向右 D．同時改變兩導(dǎo)線的電流方向，cd導(dǎo)線受到的安培力方向不變 答案　D 解析　根據(jù)右手定則可知b處的兩處分磁場方向均為垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零，所以選項A錯誤；ef在a處的磁場垂直紙面向外，所以選項B錯誤；根據(jù)左手定則可判斷，方向相反的兩個電流互相排斥，cd導(dǎo)線受到的安培力向左，所以選項C錯誤；不管電流方向如何，只要電流方向相反，就互相排斥，選項D正確． 變式1　(2017·“七彩陽光”聯(lián)考)為了研究兩條相互平行的通電導(dǎo)線間相互作用力與電流之間的關(guān)系，某同學(xué)用如圖4所示的裝置進(jìn)行實驗，其中兩條導(dǎo)線及所用彈簧均完

7、全相同，則下列選項中符合實驗結(jié)果的是(　　) 圖4 答案　B 解析　同向電流相互吸引，異向電流相互排斥，它們之間的力是作用力與反作用力，大小相等，故彎曲情況相同． 變式2　如圖5所示，帶負(fù)電的金屬環(huán)繞軸OO′以角速度ω勻速旋轉(zhuǎn)，在環(huán)左側(cè)軸線上的小磁針最后靜止時(　　) 圖5 A．N極豎直向上 B．N極豎直向下 C．N極沿軸線向左 D．N極沿軸線向右 答案　C 解析　金屬環(huán)帶負(fù)電，按題圖所示的方向旋轉(zhuǎn)，則金屬環(huán)的電流方向與旋轉(zhuǎn)方向相反．由右手螺旋定則可知磁極的方向：左端N極，右端S極．因此小磁針最后靜止時N極沿軸線向左．故C正確，A、B、D錯誤． 例2　有

8、兩根長直導(dǎo)線a、b互相平行放置，如圖6所示為垂直于導(dǎo)線的截面圖．在圖中所示的平面內(nèi)，O點為兩根導(dǎo)線連線的中點，M、N為兩根導(dǎo)線附近的兩點，它們在兩導(dǎo)線連線的中垂線上，且與O點的距離相等．若兩導(dǎo)線中通有大小相等、方向相同的恒定電流I，則關(guān)于線段MN上各點的磁感應(yīng)強(qiáng)度的說法中正確的是(　　) 圖6 A．M點和N點的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同 B．M點和N點的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反 C．在線段MN中點O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度最大 D．在線段MN上各點的磁感應(yīng)強(qiáng)度都不可能為零 答案　B 解析　根據(jù)安培定則，作出兩電流在M、N點的磁場方向如圖所示，兩根導(dǎo)線分別在M點和N點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)

9、度大小相等，根據(jù)平行四邊形定則可得BN垂直于MN向上，BM垂直于MN向下，且BN＝BM，選項A錯誤，B正確；a、b在O點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反，所以線段MN中點O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，選項C、D錯誤． 變式3　如圖7所示，兩根平行長直導(dǎo)線相距2l，通有大小相等、方向相同的恒定電流；a、b、c是導(dǎo)線所在平面內(nèi)的三點，左側(cè)導(dǎo)線與它們的距離分別為、l和3l.關(guān)于這三點處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列判斷正確的是(　　) 圖7 A．a(chǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小比c處的小 B．b、c兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等 C．a(chǎn)、c兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相同 D．b處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零 答案　D 解析　a、

10、c兩點的磁感應(yīng)強(qiáng)度是兩導(dǎo)線電流產(chǎn)生的合磁感應(yīng)強(qiáng)度，由于a點比c點距離兩導(dǎo)線較近，所以a點的磁感應(yīng)強(qiáng)度比c點的大，A錯誤；根據(jù)安培定則知，a、c兩處磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相反，C錯誤；b點位于兩導(dǎo)線中間，兩導(dǎo)線在b點產(chǎn)生的磁場大小相等、方向相反，合磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，c處磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零，D正確，B錯誤． 命題點二　安培力的分析和計算 1．安培力的大小應(yīng)用公式F＝BIL計算(當(dāng)磁場方向和電流方向垂直時)，但要注意L是導(dǎo)線的有效長度，B是導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度值．在實際應(yīng)用中，導(dǎo)線可能不是直導(dǎo)線、磁場在導(dǎo)線處的磁感應(yīng)強(qiáng)度也不相同，需要進(jìn)行有效轉(zhuǎn)化，如找等效長度、微分為電流元、轉(zhuǎn)換研究對象等． 2．安培力

11、的方向根據(jù)左手定則判斷． 例3　(2016·湖州市聯(lián)考)如圖8所示，AC是一個用長為L的導(dǎo)線彎成的、以O(shè)為圓心的四分之一圓弧，將其放置在與平面AOC垂直的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中．當(dāng)在該導(dǎo)線中通以由C到A、大小為I的恒定電流時，該導(dǎo)線受到的安培力大小和方向是(　　) 圖8 A．BIL，平行于OC向左 B.，平行于OC向右 C.，垂直AC的連線指向左下方 D．2BIL，垂直AC的連線指向左下方 答案　C 解析　由圓弧長為L，所以＝L，即R＝，的有效長度為l＝R＝，安培力為F安＝BIl＝，方向由左手定則判斷，即垂直AC的連線指向左下方，因此選項C正確． 變式4　(2016·

12、浙江10月學(xué)考·10)如圖9所示，把一根通電的硬直導(dǎo)線ab用輕繩懸掛在通電螺線管正上方，直導(dǎo)線中的電流方向由a向b.閉合開關(guān)S瞬間，導(dǎo)線a端所受安培力的方向是(　　) 圖9 A．向上 B．向下 C．垂直紙面向外 D．垂直紙面向里 答案　D 解析　根據(jù)安培定則可知，開關(guān)閉合后，螺線管右端為N極．根據(jù)左手定則可知，a端受力應(yīng)垂直紙面向里，選項D正確． 變式5　如圖10甲所示，揚(yáng)聲器中有一線圈處于磁場中，當(dāng)音頻電流信號通過線圈時，線圈帶動紙盆振動，發(fā)出聲音．俯視圖乙表示處于輻射狀磁場中的線圈(線圈平面即紙面)，磁場方向如圖中箭頭所示，在圖乙中(　　) 圖10 A．當(dāng)電流沿

13、順時針方向時，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向里 B．當(dāng)電流沿順時針方向時，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向外 C．當(dāng)電流沿逆時針方向時，線圈所受安培力的方向平行于紙面 D．當(dāng)電流沿逆時針方向時，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向外 答案　B 解析　將線圈看做由無數(shù)小段直導(dǎo)線組成，由左手定則可以判斷，當(dāng)電流沿順時針方向時，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向外，選項B正確，A錯誤；當(dāng)電流沿逆時針方向時，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向里，選項C、D錯誤． 變式6　如圖11所示，五根平行的長直導(dǎo)體棒分別過豎直平面內(nèi)的正方形的四個頂點和中心，并和該正方形平面垂直，各導(dǎo)體棒中均通有大小相等的電

14、流，方向如圖所示，則中心處的導(dǎo)體棒受到其余四根導(dǎo)體棒的磁場力的合力方向是(　　) 圖11 A．豎直向上 B．豎直向下 C．水平向左 D．水平向右 答案　C 解析　由右手螺旋定則和矢量合成法則知，位于正方形四個頂點處的導(dǎo)體棒在正方形中心處的合磁場方向豎直向下，故由左手定則可知中間導(dǎo)體棒受到作用力的合力水平向左，C正確． 命題點三　安培力與動力學(xué)綜合問題 1．根據(jù)導(dǎo)體中的電流方向與磁場方向，利用左手定則先判斷出安培力的方向，然后對導(dǎo)體進(jìn)行受力分析． 2．判斷導(dǎo)體在磁場中相對運(yùn)動常用方法： (1)電流元法；(2)特殊位置法；(3)等效法；(4)結(jié)論法；(5)轉(zhuǎn)換研究對象

15、法． 3．將立體圖形平面化、把電磁學(xué)問題力學(xué)化，應(yīng)用平衡條件或牛頓運(yùn)動定律是解決有關(guān)安培力的動力學(xué)問題的關(guān)鍵． 考向1　安培力作用下的平衡問題 例4　如圖12所示，在勻強(qiáng)磁場區(qū)域中有一光滑斜面體，在斜面體上放置一根長為L、質(zhì)量為m的導(dǎo)線，當(dāng)通以如圖方向的電流后，導(dǎo)線恰好能保持靜止，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B滿足(　　) 圖12 A．B＝，方向豎直向上 B．B＝，方向垂直紙面向外 C．B＝，方向沿斜面向上 D．B＝，方向豎直向下 答案　D 解析　磁場垂直紙面向外和向里時，由于電流與磁場方向平行，安培力為零，故不可能平衡，選項B錯誤；磁場方向豎直向上時，根據(jù)左手定則，安培力水平向右，導(dǎo)

16、線還受到重力和支持力(支持力可能為零)，三個力(支持力為零時是兩個力)不可能平衡，故選項A錯誤；磁場方向沿斜面向上時，安培力垂直斜面向上，則重力、支持力(支持力可能為零)和安培力也不可能平衡，選項C錯誤；磁場方向豎直向下時，安培力水平向左，與重力、支持力平衡，有ILB＝mgtan θ，解得B＝，故選項D正確． 變式7　如圖13所示，長為L的通電直導(dǎo)體棒放在光滑水平絕緣軌道上，勁度系數(shù)為k的水平輕彈簧一端固定，另一端拴在棒的中點，且與棒垂直，整個裝置處于方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，彈簧伸長x，棒處于靜止?fàn)顟B(tài)．則(　　) 圖13 A．導(dǎo)體棒中的電流方向從b流向a B．導(dǎo)體

17、棒中的電流大小為 C．若只將磁場方向緩慢順時針轉(zhuǎn)過一小角度，x變大 D．若只將磁場方向緩慢逆時針轉(zhuǎn)過一小角度，x變大 答案　B 解析　由受力平衡可知安培力方向水平向右，由左手定則可知，導(dǎo)體棒中的電流方向從a流向b，故A錯誤；由于彈簧伸長為x，根據(jù)胡克定律及平衡條件，有kx＝BIL，可得I＝，故B正確；若只將磁場方向緩慢順時針或逆時針轉(zhuǎn)過一小角度，則安培力在水平方向上的分力減小，根據(jù)力的平衡可得，彈簧彈力變小，導(dǎo)致x變小，故C、D錯誤． 考向2　安培力作用下的運(yùn)動問題 例5　如圖14甲所示，兩根光滑平行導(dǎo)軌水平放置，間距為L，其間有豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.垂直于導(dǎo)軌水平對

18、稱放置一根均勻金屬棒．從t＝0時刻起，棒上有如圖乙所示的持續(xù)交變電流I，周期為T，最大值為Im，圖甲中I所示方向為電流正方向．則關(guān)于金屬棒的說法錯誤的是(　　) 　 圖14 A．一直向右移動 B．速度隨時間周期性變化 C．受到的安培力隨時間周期性變化 D．受到的安培力在一個周期內(nèi)做正功 答案　D 解析　在0～，導(dǎo)體棒受到向右的安培力，大小恒為BImL，向右做勻加速直線運(yùn)動；在～T，導(dǎo)體棒受到的安培力向左，大小仍為BImL，而此時速度仍然還是向右，做勻減速直線運(yùn)動直至速度為零，之后不斷重復(fù)以上運(yùn)動過程，故選項A、B、C正確；受到的安培力在一個周期內(nèi)做功為零，選項D錯誤． 變式8

19、　(2016·浙江4月選考·9)法拉第電動機(jī)原理如圖15所示．條形磁鐵豎直固定在圓形水銀槽中心，N極向上．一根金屬桿斜插在水銀中，桿的上端與固定在水銀槽圓心正上方的鉸鏈相連．電源負(fù)極與金屬桿上端相連，與電源正極連接的導(dǎo)線插入水銀中．從上往下看，金屬桿(　　) 圖15 A．向左擺動 B．向右擺動 C．順時針轉(zhuǎn)動 D．逆時針轉(zhuǎn)動 答案　D 解析　根據(jù)左手定則可知，導(dǎo)電金屬桿所受安培力將會使其逆時針轉(zhuǎn)動，D對． 變式9　(2017·嘉興市期末)把一根通電的硬直導(dǎo)線ab放在磁場中，電流方向由a向b，導(dǎo)線所在區(qū)域的磁感線呈弧形，方向如圖16所示．若導(dǎo)線可以在空中自由移動和轉(zhuǎn)動，則

20、(　　) 圖16 A．虛線框內(nèi)一定是蹄形磁鐵 B．虛線框內(nèi)可能是電流方向垂直紙面向外的直導(dǎo)線 C．直導(dǎo)線a端受到的安培力垂直紙面向里 D．直導(dǎo)線ab在轉(zhuǎn)動的同時還會向虛線框靠近 答案　D 1．(2016·浙江4月選考·4)物理學(xué)中的自由落體規(guī)律、萬有引力定律、靜止點電荷之間的相互作用規(guī)律和電流磁效應(yīng)分別由不同的物理學(xué)家探究發(fā)現(xiàn)，他們依次是(　　) A．伽利略、牛頓、庫侖和奧斯特 B．牛頓、安培、洛倫茲和奧斯特 C．伽利略、卡文迪許、庫侖和安培 D．開普勒、伽利略、庫侖和洛倫茲 答案　A 2．如圖1所示，E、F分別表示蓄電池兩極，P、Q分別表示螺線管兩端．當(dāng)閉合

21、開關(guān)時，發(fā)現(xiàn)小磁針N極偏向螺線管Q端．下列判斷正確的是(　　) 圖1 A．E為蓄電池正極 B．螺線管P端為S極 C．流過電阻R的電流方向向上 D．管內(nèi)磁場方向由P指向Q 答案　C 解析　根據(jù)小磁針靜止時N極所指的方向，可以判斷出通電螺線管的P端為N極，Q端為S極，管內(nèi)磁場方向由Q指向P.根據(jù)右手螺旋定則還可以判斷出流過電阻R的電流方向向上，E為蓄電池負(fù)極． 3．(2017·紹興市選考模擬)下列說法正確的是(　　) A．條形磁鐵內(nèi)部的磁感線方向是從磁鐵的N極指向S極 B．一小段通電導(dǎo)線放在某處不受磁場力作用，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零 C．兩通電導(dǎo)線之間的相互作用是通過磁場

22、發(fā)生的 D．在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場中，穿過面積為S的平面的磁通量為Φ＝BS 答案　C 解析　條形磁鐵內(nèi)部的磁感線方向是從磁鐵的S極指向N極的，A錯誤；一小段通電導(dǎo)線放在磁場中某處，若導(dǎo)線平行于磁場，即使磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零，導(dǎo)線也不受磁場力作用，故B錯誤；兩通電導(dǎo)線間的相互作用是通過磁場發(fā)生的，C正確；在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場中，只有當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B垂直于某平面時，穿過面積為S的平面的磁通量Φ＝BS才成立，D錯誤． 4．如圖2是條形磁鐵的部分磁感線分布示意圖，關(guān)于圖中a、b兩點磁場的描述，正確的是(　　) 圖2 A．a(chǎn)點的磁場方向為圖中Ba指向 B．b點的磁場方向為圖中Bb指向 C

23、．a(chǎn)點的磁感應(yīng)強(qiáng)度大于b點的磁感應(yīng)強(qiáng)度 D．a(chǎn)點的磁感應(yīng)強(qiáng)度小于b點的磁感應(yīng)強(qiáng)度 答案　C 解析　磁感線上某點的切線方向表示磁場的方向，題圖中a、b兩點的磁場方向均是錯誤的，故A、B錯誤．磁感線疏密表示磁場的強(qiáng)弱，a點磁感線比較密，則a點的磁感應(yīng)強(qiáng)度大于b點的磁感應(yīng)強(qiáng)度，故C正確，D錯誤． 5．下列各圖中，已標(biāo)出電流I、磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向，其中符合安培定則的是(　　) 答案　C 6．(2017·嵊州市高級中學(xué)期末)有一通電金屬導(dǎo)線在赤道上方，東西方向水平放置，電流方向向東，它受到地磁場的作用力方向為(　　) A．向東 B．向西 C．向上 D．向下 答案　C 解析　地

24、磁場的南(北)極在地理的北(南)極附近，因此在赤道上方磁場方向從南指向北，因電流方向向東，依據(jù)左手定則可得安培力方向向上，故C正確． 7．兩個完全相同的通電圓環(huán)A、B的圓心重合、圓面相互垂直放置，通電電流大小相同，電流方向如圖3所示，設(shè)每個圓環(huán)在其圓心O處獨(dú)立產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，則O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為(　　) 圖3 A．0 B．2B0 C.B0 D．無法確定 答案　C 解析　根據(jù)安培定則可知，通電圓環(huán)A在圓心O處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里，大小為B0，通電圓環(huán)B在圓心O處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向下，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，

25、O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B＝B0. 8.三根平行的長直導(dǎo)線，分別垂直地通過一個等腰直角三角形的三個頂點，三導(dǎo)線中電流方向相同，A、B兩導(dǎo)線中的電流大小相同，如圖4所示，已知導(dǎo)線A在斜邊中點O處所產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，導(dǎo)線C在斜邊中點O處所產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B，則O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向為(　　) 圖4 A．大小為B，方向沿OA方向 B．大小為2B，方向豎直向下 C．大小為2B，方向沿OB方向 D．大小為2B，方向沿OA方向 答案　D 解析　由安培定則知導(dǎo)線A、B在O處所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反，相互抵消，所以O(shè)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度即為導(dǎo)線C所產(chǎn)生

26、的磁感應(yīng)強(qiáng)度，即大小為2B，由安培定則可判定其方向沿OA方向，A、B、C錯，D對． 9．如圖5所示，通有恒定電流的導(dǎo)體由Ⅰ位置繞固定軸轉(zhuǎn)到Ⅱ位置，該導(dǎo)體所受安培力的大小將(　　) 圖5 A．變大 B．變小 C．不變 D．不能確定 答案　C 解析　電流方向始終與磁場方向垂直，安培力大小始終為F＝BIL，是不變的，選項C正確． 10.如圖6所示，邊長為L的正方形內(nèi)存在著垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(未畫出)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一個半徑為r、粗細(xì)均勻的導(dǎo)電金屬圓環(huán)通過導(dǎo)線接入電路中，電路中的電流為I，兩接入點是圓環(huán)直徑上的兩個端點．則金屬圓環(huán)受到的安培力為(　　) 圖6 A

27、．0 B．BIL C．2πrBI D．2rBI 答案　D 解析　隔離導(dǎo)電金屬圓環(huán)上半部分，通過的電流為，所受安培力為B2r＝BIr.同理，金屬圓環(huán)下半部分所受安培力也為BIr，兩部分所受安培力方向相同，所以，金屬圓環(huán)受到的安培力為2rBI，選項D正確． 11.(2017·溫州市十校高三期末)如圖7，干電池下面(負(fù)極)吸有一塊圓柱形強(qiáng)磁鐵，銅導(dǎo)線彎折后與電池構(gòu)成電路，銅導(dǎo)線下面兩端與強(qiáng)磁鐵形成電刷狀接觸，銅導(dǎo)線組成的線框就會轉(zhuǎn)動起來，下列說法正確的是(　　) 圖7 A．如果強(qiáng)磁鐵的上表面是N極，那么從上往下看線框就有可能做逆時針轉(zhuǎn)動 B．如果強(qiáng)磁鐵的上表面是S極，那么從

28、上往下看線框就有可能做順時針轉(zhuǎn)動 C．不管強(qiáng)磁鐵N極向上或者向下放置，從上往下看線框總是做順時針轉(zhuǎn)動 D．使用的圓柱形磁鐵磁性非常強(qiáng)大，實驗時要遠(yuǎn)離磁卡、手機(jī)等易受強(qiáng)磁場影響的設(shè)備 答案　D 解析　如果磁鐵上端為N極，下端為S極，周圍磁感線由上往下斜穿入金屬絲內(nèi)部，而電流方向由上向下，由左手定則知：由上往下看(俯視)，金屬絲順時針轉(zhuǎn)動，A錯誤；同理可知B、C錯誤；使用的圓柱形磁鐵磁性非常強(qiáng)大，實驗時要遠(yuǎn)離磁卡、手機(jī)等易受強(qiáng)磁場影響的設(shè)備，故D正確． 12．如圖8所示，用天平測量勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度．下列各選項所示的載流線圈匝數(shù)相同，邊長MN相等，將它們分別掛在天平的右臂下方．線圈中通

29、有大小相同的電流，天平處于平衡狀態(tài)．若磁場發(fā)生微小變化，天平最容易失去平衡的是(　　) 圖8 　 答案　A 解析　由題意知，處于磁場中的線圈受安培力作用的有效長度越長，根據(jù)F＝BIL知受安培力越大，磁場發(fā)生微小變化時，天平越容易失去平衡，由題圖知選項A中線圈的有效長度最大，所以A正確． 13．如圖9所示，金屬棒MN兩端由等長的輕質(zhì)細(xì)線水平懸掛，處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，棒中通以由M向N的電流，平衡時兩懸線與豎直方向的夾角均為θ.如果僅改變下列某一個條件，θ角的相應(yīng)變化情況是(　　) 圖9 A．棒中的電流變大，θ角變大 B．兩懸線等長變短，θ角變小 C．金屬棒質(zhì)量變大，

30、θ角變大 D．磁感應(yīng)強(qiáng)度變大，θ角變小 答案　A 解析　金屬棒受到水平的安培力而使懸線偏轉(zhuǎn)，懸線與豎直方向形成夾角，受力分析如圖所示，根據(jù)平衡條件有tan θ＝＝，由該式知，金屬棒中的電流變大，θ角變大，選項A正確；兩懸線等長變短，不影響平衡狀態(tài)，θ角不變，選項B錯誤；金屬棒質(zhì)量變大，θ角變小，選項C錯誤；磁感應(yīng)強(qiáng)度變大，θ角變大，選項D錯誤． 14．質(zhì)量為m、長為L的直導(dǎo)體棒放置于四分之一光滑圓弧軌道上，整個裝置處于豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，直導(dǎo)體棒中通有恒定電流，平衡時導(dǎo)體棒與圓弧圓心的連線與豎直方向成60°角，其截面圖如圖10所示．則下列關(guān)于導(dǎo)體棒中的電流分析正確

31、的是(　　) 圖10 A．導(dǎo)體棒中電流垂直紙面向外，大小為 B．導(dǎo)體棒中電流垂直紙面向外，大小為 C．導(dǎo)體棒中電流垂直紙面向里，大小為 D．導(dǎo)體棒中電流垂直紙面向里，大小為 答案　C 解析　導(dǎo)體棒受到豎直向下的重力mg、斜向左上的彈力FN，要使導(dǎo)體棒平衡，應(yīng)受水平向右的安培力F安＝BIL，如圖所示． 重力和安培力的合力大小與彈力大小相等、方向相反，由平衡條件有tan 60°＝＝，得導(dǎo)體棒中電流大小I＝，再由左手定則可知，導(dǎo)體棒中電流的方向應(yīng)垂直紙面向里，故只有選項C正確． 15．如圖11所示，PQ和MN為水平平行放置的金屬導(dǎo)軌，相距L＝1 m．導(dǎo)體棒ab跨放在導(dǎo)軌上，

32、棒的質(zhì)量為m＝0.2 kg，棒的中點用細(xì)繩經(jīng)光滑輕質(zhì)定滑輪與一物體相連(繩與棒垂直)，物體的質(zhì)量為M＝0.3 kg.導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌的動摩擦因數(shù)為μ＝0.5(g取10 m/s2)，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝2 T，方向豎直向下，為了使物體勻速上升，應(yīng)在棒中通入多大的電流？方向如何？ 圖11 答案　2 A　由a指向b 解析　對導(dǎo)體棒ab 受力分析，由平衡條件得，豎直方向FN＝mg 水平方向BIL－Ff－Mg＝0 又Ff＝μFN 聯(lián)立解得I＝2 A 由左手定則知電流方向由a指向b. 16．如圖12所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L＝0.40 m，金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角θ＝37°，

33、在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)，分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.50 T、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面斜向上的勻強(qiáng)磁場．金屬導(dǎo)軌的一端接有電動勢E＝4.5 V、內(nèi)阻r＝0.50 Ω的直流電源．現(xiàn)把一個質(zhì)量m＝0.040 kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒恰好靜止．導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)體棒接入電路的電阻R0＝2.5 Ω，金屬導(dǎo)軌電阻不計，g取10 m/s2.已知sin 37°＝0.60，cos 37°＝0.80，求： 圖12 (1)通過導(dǎo)體棒的電流； (2)導(dǎo)體棒受到的安培力大??； (3)導(dǎo)體棒受到的摩擦力大小． 答案　(1)1.5 A　(2)0.30 N　(3)0.06 N 解析　(1)根據(jù)閉合電路歐姆定律I＝＝1.5 A. (2)導(dǎo)體棒受到的安培力大小F安＝BIL＝0.30 N. (3)假設(shè)導(dǎo)體棒受到的摩擦力沿導(dǎo)軌平面斜向下，對導(dǎo)體棒受力分析如圖所示： 將重力正交分解，得F1＝mgsin 37°＝0.24 N 因F1