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1、磁场典型习题例1、 做奥斯特实验时，把小磁针放在水平的通电直导线的下方，通电后发现小磁针不动，用手拨动一下小磁针，小磁针转动180o后静止不动，由此可知通电直导线放置情况是（ ）A东西向 B南北向 C正西南 D正西北解析：由于地球磁场的作用，小磁针静止时N极指向地球的北极，如果通电导线是南北方向放置的，则不论电流方向指向南还是指向北，小磁针静止时将偏离南北方向而指向东西方向，即磁针转动的角度接近900。如果通电导线是东西方向放置，通以由东向西的电流，则小磁针北极静止时仍然指向地理的北极；如果通以由西向东的电流，则小磁针静止时北极指向地理的南极。所以本题中的通电导线应东西方向放置，答案A是正确的
2、。小试身手11、首先发现电流产生磁场的科学家是（ ）（A）牛顿 （B）阿基米德 （C）奥斯特 （D）伏特图15-172、如图15-17所示, 一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过磁针的上方时, 磁针的S极向纸内偏转, 这一带电粒子束可能是 （ ）(A) 向右飞行的正离子束 (B) 向左飞行的正离子束(C) 向右飞行的负离子束 (D) 向左飞行的负离子束例2、以下说法中，正确的是( )A磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的B电流与电流的相互作用是通过电场产生的C磁极与电流间的相互作用是通过电场与磁场而共同产生的D磁场和电场是同一种物质解析：答案： A 电流能产生磁场，在电流的周围就有磁场存在，不
3、论是磁极与磁极间还是电流与电流间、磁极与电流间，都有相互作用的磁场力磁场是磁现象中的一种特殊物质，它的基本特点是对放入磁场中的磁极、电流有磁场力的作用；而电场是电荷周围存在的一种特殊物质，其最基本的性质是对放入电场中的电荷有电场力的作用，它不会对放入静电场中的磁极产生力的作用，因此，磁场和电场是两种不同的物质，各自具有其本身的特点。小试身手21、关于磁感线的概念和性质，以下说法中正确的是（ ）(A)磁感线上各点的切线方向就是小磁针静止时北极的指向(B)磁场中任意两条磁感线有可能相交(C)铁屑在磁场中的分布所形成的曲线就是实际存在的磁感线(D)磁感线总是从磁体的N极发出终止于磁体的S极2、在图1
4、5-18中，已知下列各图中的电流方向，请画出相应的磁力线。图15-18例3、已知电流磁场的磁感应线方向或N、S极方向，请在图15-19上标出电流方向。图15-19解析：根据安培定则，各图中的电流方向如图15-20所示。图15-20小试身手3图15-21i图15-221、如图15-21所示的电路中，当开关S断开时，螺线管中的小磁针的N极指向如图所示，当开关S闭合后，试确定小磁针的N 极指向。2、电视机显象管的偏转线圈示意图15-22，此时电流方向如图所示。试画出线圈中心的磁场方向。图15-23例4、试用电流的磁场及磁场对电流的作用力的原理，证明通有同向电流的导线相互吸引，通有异向电流的导线相互推
5、斥力。解析：如图15-23所示，研究对的磁场力：（1）根据安培定则画出电流在导线处产生的磁场分布图；（2）根据左手定则可知通电导线受到的磁场力是向左的；（3）根据牛顿第三定律，可知通电导线受到的磁场力是向左的，即通有同向电流的平行导线相互吸引。同理可得通有异向电流的平行导线是相互推斥的。小试身手41、关于安培力的说法中正确的是（ ） A. 通电导线在磁场中一定受安培力的作用 B. 安培力的大小与磁感应强度成正比，与电流成正比，而与其他量无关图15-24 C. 安培力的方向总是垂直于磁场和通电导线所构成的平面D. 安培力的方向不一定垂直于通电直导线2、一根长直导线穿过载流金属环中心且垂直与金属环
6、的平面，导线和环中的电流方向如图15-24所示，那么金属环受的力：（ ） A.等于零 B.沿着环半径向外C.向左 D.向右图15-253、如图15-25所示，质量为的导体棒AB静止在水平导轨上，导轨宽度为，已知电源的电动势为，内阻为，导体棒的电阻为，其余接触电阻不计，磁场方向垂直导体棒斜向上与水平面的夹角为，磁感应强度为，求轨道对导体棒的支持力和摩擦力。例5、画出下图15-26-1中通电导线棒ab所受的磁场力的方向。(图中箭头方向为磁感线的方向)图15-26-1解析：题目所给出的图是立体图。如果直接把ab棒受到的力画在立体用上则较为抽象为了直观。一般都画成平面图。对图中的各图从外向内看的正视平
7、面图如下图所示(此时导体ab是一个横截面图)。再用左手定则判定磁场力的方向：伸开左手，使拇指与四指垂直。让磁感线垂直穿过掌心，且同时让四指与电流方向一致，则拇指的方向就是磁场力F的方向，如下图15-26-2所示:小试身手51、关于磁感强度下列说法中正确的是（ ） A、由B=F/IL知，磁场中某点的磁感强度的大小与IL的乘积成反比，与F成正比B、无论I的方向如何都可由B=F/IL求磁感强度的大小C、磁场中某处磁感强度方向与通电导线在该处的安培力的方向相同D、磁场中某点的磁感强度大小是由磁场本身因素决定的，而与有无检验电流无关2磁感应强度单位是特斯拉，1特斯拉相当于（ ） A、1kg/As2 B、
8、 1kgm/As2 C、1kgm2/s2 D、1kgm2/As23、一根导线长02m，通以3A的电流，在磁场中某处受到的最大的磁场力是6102N，则该处的磁感应强度B的大小是_T如果该导线的长度和电流都减小一半，则该处的B的大小是_T 例6、电流表中蹄形磁铁和铁芯问的磁场是均匀地辐向分布，当线圈中通以恒定电流时，线圈将发生转动，电流表的指针也随着偏转，最后停在某一偏角位置上，则在偏转过程中随着偏转角度的增大 （ ） A线圈受到的安培力的力矩将逐渐增大B线圈受到的安培力的力矩将逐渐减小C线圈受到的安培力的力矩不变D电流表中螺旋弹簧所产生的阻碍线圈转动的力矩将逐渐增大解析：答案：CD。此题易错选A
9、由于电流表中蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐向分布，因此无论线圈转动到什么位置，线圈平面总与磁场方向平行，所受安培力的大小不变，磁力矩大小也不变电流表工作时，安培力产生的力矩和螺旋弹簧产生的力矩相平衡，即：nBIS=k电表的灵敏度可以表示为/I=nBS/k，可见，提高电流表的灵敏度可以：增加线圈的匝数；增强磁感应强度；增大线圈的面积；减小k值。小试身手61如下图15-27所示，一位于xy平面内的矩形通电线圈只能绕ox轴转动，线圈的四个边分别与x、y轴平行，线圈中电流方向如图，当空间加上如下所述的哪种磁场时，线圈会转动起来（ ） A. 方向沿x轴的恒定磁场图15-27B. 方向沿y轴的恒定磁场C
10、. 方向沿z轴的恒定磁场D. 方向沿z轴的变化磁场2如图15-28所示的天平可用来测定磁感应强度B.天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽为L，共N匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面.当线圈中通有电流I(方向如图)时，在天平左、右两边加上质量各为m、m的砝码，天平平衡.当电流反向(大小不变)时，右边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡.由此可知（ ） 图15-28 A、B方向垂直纸面向里，大小为(m-m)g/NI LB、B的方向垂直纸面向里，大小为mg/2NI LC、B的方向垂直纸面向外，大小为(m-m)g/NI L D、B的方向垂直纸面向外，大小为mg/2NI L例7、电荷量为+q的
11、粒子在匀强磁场中运动，下面说法中正确的是：（ ）A只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同B如果把+q改为一q，且速度反向大小不变则洛伦兹力的大小，方向均不变C洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直D粒子只受到洛伦兹力作用下运动的动能、动量均不变解析：正确答案是B洛伦兹力的大小不但与粒子速度大小有关，而且与粒子速度的方向有关，如当粒子速度与磁场垂直时当粒子速度与磁场平行时F=O。另洛伦萤力是矢量，方向不同，两矢量也不同。A选项错。+q改为一q且速度反向时所形成的电流方向与原+q运动形成的电流方向相同，由左手定则可知洛伦兹力方向不变，再由知大小不变，B选项正确。电荷进入磁
12、场时的速度方向可以与磁场方向成任意夹角C选项错。洛伦效力总与速度方向垂直，因此洛伦兹力不做功。粒子动能不变，但洛伦兹力可改变粒子的运动方向，使动量的方向不断改变。D选项错。 小试身手7图15-321、如图15-32所示，一阴极射线管，左侧不断有电子射出，若在管的正下方放一通电直导线AB时，发现射线的径迹向弯曲，则（ ）A导线中的电流从A到BB导线中的电流从B到A C若要使电子束的径迹向上弯曲，可以改变AB中的电流方向来实现D电子束的径迹与AB 中的电流方向无关2、关于带电粒子所受洛伦兹力f、磁感应强度B和粒子速度v三者方向之间的关系，下列说法正确的是（ ）（A）f、B、v三者必定均相互垂直 （
13、B）f必定垂直于B、v，但B不一定垂直v（C）B必定垂直于f、v，但f不一定垂直于v （D）v必定垂直于f、B，但f不一定垂直于B图15-333、如图15-33所示是磁场B、负电荷速度v和磁场对运动电荷作用力f三者方向的相互关系图，其中正确的是（B、f和v两两垂直）（ ） 图15-344、如图15-34所示，质量为m，带电量为q的小球，在倾角为 的光滑斜面上由静止开始下滑，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向外，若带电小球下滑后某个时刻对斜面的压力恰好为零，问：（1）小球带电性质如何？（2）此时小球下滑的速度和位移分别是多大？例8、有一圆形边界的匀强磁场区域，一束质子流以不同的速率，由圆周
14、上的同一点，沿半径方向射入磁场，质子在磁场中( ) 图15-35A 路程长的运动时间长 B速率小的运动时间短C偏转角度大的运动时间长 D运动的时间有可能无限长解析： 质子在圆形磁场中走过一段圆弧后离开圆形磁场区域，如图15-35所示，由几何关系可知ABO四点共圆，tan=R/r=BqR/mv，质子在磁场中运动的时间为t=2T/2=T/,由于周期不变，所以在磁场中的运动时间与成正比当质子的速度较小时，对应的较大，即运动时间较长；粒子偏转角度大时对应的运动时间也长，由于质子最终将离开圆形磁场，所以在磁场中运动的时间不可能无限长，本题的正确选项是C。小试身手81、粒子（）和氘核（）垂直于磁感线方向进入同一匀强磁场中，它们作匀速圆周运动的半径相同，其原因可能是它们 （ ） A 进入磁场的初速度相同 B.进入磁场的初动能相同C入磁场的初动量相
