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1、8-1磁场对电流的作用 一、选择题1.在磁场中某区域的磁感线，如下图所示，则()Aa、b两处的磁感应强度的大小不等BaBbBa、b两处的磁感应强度的大小不等，BaBa，所以B正确2(2011新课标全国)为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是()答案B解析本题考查的是电流的磁效应问题，意在考查学生应用物理知识解决实际问题的能力由日常知识可知，地球的南极为磁场的N极，由右手螺旋定则可知，电流方向如上图B，故选项B正确3(2010安庆模拟)如下图所示，在竖直向上的匀强磁场中，水平放置着一根长直导线，电流方向
2、垂直纸面向外，a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中()Aa、b两点磁感应强度相同Bc、d两点磁感应强度大小相等Ca点磁感应强度最大Db点磁感应强度最大答案BD解析磁感应强度是矢量，根据安培定则可确定直导线产生的磁场在a、b、c、d四点磁感应强度的方向根据矢量合成法则，可得A、C错误，B、D正确4(2011武汉模拟)如下图所示，在倾角为的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L、质量为m的直导体棒当导体棒中的电流I垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，可将导体棒置于匀强磁场中，当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向在纸面内由竖直向上逆时针转至水平向左的过程中，关于B的大小的变化，
3、正确的说法是()A逐渐增大 B逐渐减小C先减小后增大 D先增大后减小答案C解析导体棒受三个力，三力构成的矢量三角形如下图所示安培力的大小变化从图中即可看出是先减小后增大，由FBIL知，B的大小应是先减小后增大，故只有选项C正确5(2011绵阳模拟)如下图所示，一正方形线圈，其中电流I恒定不变，用两条长度相等的绝缘细线静止悬挂于水平长直导线CD的正下方当导线CD中没有电流时，两条细线中拉力都是T，当导线CD中电流为I1时，两条细线中拉力都是k1T(Ok11)下列正确的是()AI1的方向是CD BI2的方向是CDCI1I2 DI1I2答案A解析由同向电流相互吸引，异向电流相互排斥可知，当导线CD中
4、电流为I1时，细线拉力减小，故CD与线圈间为引力，所以CD中电流方向为CD，A项正确；导线CD中电流为I2时，细线拉力增大，故CD与线圈间为斥力，所以CD中电流方向为DC，B项错；由题中信息无法确定I1和I2的大小关系，C、D项错6.某专家设计了一种新型电磁船，它不需螺旋桨推进器，航行时平稳而无声，时速可达100英里这种船的船体上安装一组强大的超导线圈，在两侧船舷装上一对电池，导电的海水在磁场力作用下即会推动船舶前进，如下图所示是超导电磁船的简化原理图，AB和CD是与电池相连的导体，磁场由超导线圈产生以下说法正确的是()A船体向左运动B船体向右运动C无法断定船体向哪个方向运动D这种新型电磁船会
5、由于良好的动力性能而提高船速答案BD解析导电的海水的电流方向垂直AB方向从CD板流向AB板，海水所受的安培力方向水平向左，故船体上的超导体线圈所受的作用力向右，故推动船体向右运动，B、D正确7(2011大连模拟)如下图所示，MN、PQ为水平放置的平行导轨，通电导体棒ab垂直放置在导轨上，已知导体棒质量m1kg，长l2.0m，通过的电流I5.0A，方向如图所示，导体棒与导轨间的动摩擦因数.若使导体棒水平向右匀速运动，要求轨道内所加与导体棒ab垂直的匀强磁场最小，则磁场的方向与轨道平面的夹角是(g10m/s2)()A30B45C60D90答案C解析对导体棒进行受力分析，如下图所示，受到竖直向下的重
6、力、竖直向上的支持力、与运动方向相反的摩擦力，故要使导体棒匀速直线运动，则安培力需为动力，则设磁场方向与轨道平面成角向左斜向上，由左手定则可知安培力方向与磁场垂直斜向右上方，如图所示，则BIlsinFN，FNBIlcosmg，联立、式可得：B，故60时，磁感应强度最小，故C正确8(2011新课标全国)电磁轨道炮工作原理如下图所示待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触电流I从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场(可视为匀强磁场)，磁感应强度的大小与I成正比通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出现欲使弹体的出射速度增加至原来
7、的2倍，理论上可采用的办法是()A只将轨道长度L变为原来的2倍B只将电流I增加至原来的2倍C只将弹体质量减至原来的一半D将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，其他量不变答案BD解析本题考查的是安培力和动能定理的知识，意在考查学生应用物理知识解决实际问题的能力由题意可知磁感应强度BkI，安培力FBIdkI2d，由动能定理可得：FL，解得vI，由此式可判断BD选项正确二、非选择题9某兴趣小组在研究长直导线周围的磁场时，为增大电流，用多根导线捆在一起代替长直导线，不断改变多根导线中的总电流和测试点与直导线的距离r，测得下表所示数据：I/AB/Tr/m5.010.020.00.0204.
8、9810510.3210519.731050.0402.541055.121059.951050.0601.631053.281056.721050.0801.281052.571055.03105由上述数据可得出磁感应强度B与电流I及距离r的关系式为B_T(要求估算出比例系数，用等式表示)答案2107解析分析表格中数据可得，B与电流I成正比，与测试点到直导线的距离r成反比，即Bk，取表格中的第一单元格进行计算可得k2107，即B2107T.10(2011江西师大附中、临川一中模拟)两条金属导轨上水平放置一根导电棒ab，处于竖直向上的匀强磁场中，如下图所示，导电棒质量为1.2kg，长1m.当导
9、电棒中通入3A电流时，它可在导轨上匀速滑动，若电流强度增大为5A时，导电棒可获得2m/s2的加速度，求装置所在处的磁感应强度的大小答案1.2T解析导电棒匀速运动有：摩擦力等于安培力：fF1BI1L导电棒加速运动时，安培力和摩擦力的合力提供加速度：F2fma即BI2LfmaBI2LBI1Lma即5B3B1.22T解之得B1.2T11如下图所示，在倾角为37的光滑斜面上有一根长为0.4m，质量为6102kg的通电直导线，电流强度I1A，方向垂直于纸面向外，导线用平行斜面的轻绳拴住不动，整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4T，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
10、？(g取10m/s2)答案5s解析斜面对导线的支持力为零时导线的受力如下图所示由平衡条件 FTcos37F FTsin37mg 由解得：F代入数值得：F0.8N由FBIL得：BT2TB与t的变化关系为B0.4t所以：t5s12(2011潍坊模拟)如下图所示，一质量为m的导体棒MN两端分别放在两个固定的光滑圆形导轨上，两导轨平行且间距为L，导轨处在竖直向上的匀强磁场中，当导体棒中通一自右向左的电流I时，导体棒静止在与竖直方向成37角的导轨上，取sin370.6，cos370.8，求：(1)磁场的磁感应强度B；(2)每个圆导轨对导体棒的支持力大小FN.答案(1)(2)mg解析(1)从右向左看受力分
11、析如上图所示，由受力平衡得：tan37解得：B(2)两导轨对棒的支持力2FN，满足：2FNcos37mg解得：FNmg即每个圆导轨对导体棒的支持力大小为mg13(2011北京东城模拟)如下图所示，在倾角为30的斜面上，固定一宽L0.25m的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器R.电源电动势E12V，内阻r1，一质量m20g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好整个装置处于磁感应强度B0.80T、垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计)金属导轨是光滑的，取g10m/s2，要保持金属棒在导轨上静止，求：(1)金属棒所受到的安培力；(2)通过金属棒的电流；(3)滑动变阻器R接入电路中的阻值答案(1)0.1N(2)0.5A(3)23解析(1)F安mgsin30，得F安0.1N (2)金属棒静止在金属轨道上受力平衡，如下图所示解得I0.5A(3)设滑动变阻器接入电路的阻值为R0，根据闭合电路欧姆定律得：EI(R0r)解得R0r2310
