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1、第一节磁场的描述磁场对电流的作用 一、单项选择题1(2020年泉州模拟)关于磁场和磁感线的描述，正确的说法是()A磁感线从磁体的N极出发，终止于S极B磁场的方向就是通电导体在磁场中某点受磁场作用力的方向C沿磁感线方向，磁场逐渐减弱D在磁场强的地方同一通电导体受的安培力可能比在磁场弱的地方受的安培力小解析：选D.磁感线是闭合的，在磁体外部，磁感线是从N极出发，到达S极，A错；磁场的方向与通电导体所受安培力的方向垂直，B错；磁场的强弱与磁感线的疏密有关，沿磁感线方向，磁场不一定减弱，C错；由安培力FBIlsin(为I与B方向的夹角)，当B较大而角较小时，F安较小，故D项正确2(2020年龙岩质检)
2、一根容易形变的弹性导线，两端固定导线中通有电流，方向如图所示当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是()解析：选D.匀强磁场竖直向上，和导线平行，导线受到安培力为0，A错；匀强磁场水平向右，根据左手定则可知导线受到安培力向里，B错；匀强磁场垂直纸面向外，由左手定则可知导线受到安培力水平向右，C错、D对3如图所示，一根长为l的铝棒用两个劲度系数均为k的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，当铝棒中通过的电流I的方向从左到右时，弹簧缩短x，而当电流反向且大小不变时，弹簧伸长x，则该磁场的磁感应强度为()
3、A.B.C. D.解析：选A.不通电流时：mg2kl电流自左向右时：mgBIl2k(lx)电流自右向左时：mgBIl2k(lx)解得B.4(2020年山东济宁月考)三根平行的长直通电导线，分别通过一个等腰直角三角形的三个顶点且与三角形所在平面垂直，如图所示现在使每根通电导线在斜边中点O处所产生的磁感应强度大小均为B，则下列说法中正确的有()AO点处实际磁感应强度的大小为BBO点处实际磁感应强度的大小为3BCO点处实际磁感应强度的方向与斜边夹角为90DO点处实际磁感应强度的方向与斜边夹角为arctan 2解析：选D.先根据安培定则确定每根通电导线在O点所产生的磁感应强度的方向，再根据矢量合成法则
4、求出结果根据安培定则，I1与I3在O点处产生的磁感应强度B1、B3方向相同，I2在O点处产生的磁感应强度方向与B1、B3方向垂直，如图所示，故O点处实际磁感应强度大小为B0B，A、B错误；由几何关系可知O点处实际磁感应强度方向与斜边夹角为arctan 2，C错误，D正确5(2020年福州八校联考)如图所示，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，此时台秤读数为N1，现在磁铁上方中心偏左位置固定一通电导线，电流方向如图所示，当加上电流后，台秤读数为N2，则以下说法正确的是()AN1N2，弹簧长度将变长BN1N2，弹簧长度将变短CN1N2，弹簧长度将变长DN1N
5、2，弹簧长度将变短解析：选B.根据左手定则，磁铁对导线的安培力方向为右下方，所以由牛顿第三定律得，导线对磁铁的反作用力为左上方，所以弹簧将变短，应选B.6如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁两极的正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流I时，导线的运动情况是(从上往下看)()A顺时针方向转动，同时下降B顺时针方向转动，同时上升C逆时针方向转动，同时下降D逆时针方向转动，同时上升解析：选A.首先用电流元法：把直线电流等效为AO、OO、OB三段(OO段极短)电流元，由于OO段电流方向与该处磁场方向相反，所以不受安培力作用；AO段电流元所在处的磁场方向倾斜向上，根据左手定则可知
6、其所受安培力方向垂直于纸面向外；OB段电流元所在处的磁场方向倾斜向下，同理可知其所受安培力方向垂直纸面向里综上可知导线将顺时针转动(俯视)然后应用特殊位置法：把导线转过90的特殊位置来分析，根据左手定则判得安培力方向向下，故导线在顺时针转动的同时向下运动7(2020年厦门第二次联考)在等边三角形的三个顶点a、b、c处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示过c点的导线所受安培力的方向()A与ab边平行，竖直向上B与ab边平行，竖直向下C与ab边垂直，指向左边D与ab边垂直，指向右边解析：选C.根据直线电流的安培定则，a、b在c处所激发的磁场方向分别为Ba、Bb
7、所示，应用平行四边形定则可知c导线所在处的合磁场方向如图所示根据左手定则可知安培力的方向与ab连线垂直，指向左边8. (2020年泉州模拟)如图所示，在倾角为的光滑斜面上，垂直斜面放置一根长为l、质量为m的直导线，当通以电流I时，欲使导线静止在斜面上，外加匀强磁场B的大小和方向可能是()ABmgtan/(Il)，方向垂直斜面向上BBmgsin/(Il)，方向垂直斜面向下CBmgtan/(Il)，方向竖直向上DBmg/(Il)，方向水平向右解析：选B.导线在重力、支持力和安培力三力作用下平衡，当磁场方向垂直斜面向上时，安培力沿斜面向下，三力不可能平衡，A错；当磁场方向垂直斜面向下时安培力沿斜面向
8、上，则有mgtanBIl，故Bmgsin/(Il)，B项正确；当磁场方向竖直向上时，安培力水平向右，三力不可能平衡，C错；若磁场方向水平向右时，安培力竖直向下，三力也不可能平衡，D错9(2020年郑州第二次质量预测)如图所示，光滑的金属轨道分水平段和圆弧段两部分，O点为圆弧的圆心两金属轨道之间的宽度为0.5 m，匀强磁场方向如图，大小为0.5 T质量为0.05 kg、长为0.5 m的金属细杆置于金属轨道上的M点当在金属细杆内通以电流强度为2 A的恒定电流时，金属细杆可以沿杆向右由静止开始运动已知MNOP1 m，则()A金属细杆开始运动的加速度为5 m/s2B金属细杆运动到P点时的速度大小为5
9、m/sC金属细杆运动到P点时的向心加速度大小10 m/s2D金属细杆运动到P点时对每一条轨道的作用力大小为 0.75 N.解析：选D.金属细杆在水平方向受到安培力作用，安培力大小FABIL0.520.5 N0.5 N，金属细杆开始运动的加速度为aFA/m10 m/s2，选项A错误；对金属细杆从M点到P点的运动过程，安培力做功WAFA(MNOP)1 J，重力做功WGmgON0.5 J，由动能定理得WAWGmv2，解得金属细杆运动到P点时的速度大小为v m/s，选项B错误；金属细杆运动到P点时的加速度可分解为水平方向的向心加速度和竖直方向的加速度，水平方向的向心加速度大小为av2/r20 m/s2
10、，选项C错误；在P点金属细杆受到轨道水平向左的作用力F，水平向右的安培力FA，由牛顿第二定律得FFAmv2/r，解得F1.5 N，每一条轨道对金属细杆的作用力大小为0.75 N，由牛顿第三定律可知金属细杆运动到P点时对每一条轨道的作用力大小为0.75 N，选项D正确二、计算题10(2020年山东济南月考)据报道，最近已研制出一种可投入使用的电磁轨道炮，其原理如图所示炮弹(可视为长方形导体)置于两固定的平行导轨之间，并与轨道壁密接开始时炮弹在导轨的一端，通以电流后炮弹会被磁力加速，最后从位于导轨另一端的出口高速射出设导轨之间的距离0.10 m，导轨长L5.0 m，炮弹质量m0.30 kg.导轨上
11、的电流I的方向如图中箭头所示可以认为，炮弹在轨道内运动时，它所在处磁场的磁感应强度始终为B2.0 T，方向垂直于纸面向里若炮弹出口速度为v2.0103 m/s，求通过导轨的电流I.忽略摩擦力与重力的影响解析：导轨通有电流I时，炮弹作为导体受到磁场施加的安培力为FIB设炮弹的加速度的大小为a，则有Fma炮弹在两导轨间做匀加速运动，因而v22aL联立式得I代入题给数据得I6105 A.答案：6105 A11如图所示，在倾角为37的光滑斜面上有一根长为0.4 m，质量为6102kg的通电直导线，电流强度I1 A，方向垂直于纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动，整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4
12、 T，方向竖直向上的磁场中设t0时，B0，则需要多长时间，斜面对导线的支持力为零？(g取10 m/s2)解析：斜面对导线的支持力为零时导线的受力如图所示由平衡条件Tcos 37FTsin 37mg由解得：F，代入数值得：F0.8 N由FBIL得：BT2 T.B与t的变化关系为B0.4t.所以t5 s.答案：5 s12(2020年漳州质检)如图，在绝缘的水平桌面上固定着两个圆环，它们的半径相等，环面竖直、相互平行，间距是20 cm，两环由均匀的电阻丝制成，电阻都是9 ，在两环的最高点a和b之间接有一个内阻为0.5 的直流电源，连接导线的电阻可忽略不计空间有竖直向上的磁感应强度为3.46101T的匀强磁场，一根长度等于两环间距、质量为10 g、电阻为1.5 的均匀导体棒水平地置于两环内侧，不计与环间的摩擦当将棒放在其两端点与两环最低点之间所夹弧对应的圆心角均为60时，棒刚好静止不动，试求电源的电动势(取g10 m/s2)解析：导体棒静止时，将圆环分成和两部分，为并联关系，其电阻为R1 2 闭合电路的总电阻R总2R1Rr6 设电源的电动势为E，则总电流I从左向右看，导体棒的受力如图所示则FIBLmgtan60所以E15 V.答案：15 V
