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1、第1讲电流的磁场安培力A级(练考点过基础)题组一安培定则磁场的叠加1(2020浙江7月选考)特高压直流输电是国家重点能源工程如图所示，两根等高、相互平行的水平长直导线分别通有方向相同的电流I1和I2，I1I2.a、b、c三点连线与两根导线等高并垂直，b点位于两根导线间的中点，a、c两点与b点距离相等，d点位于b点正下方不考虑地磁场的影响，则()Ab点处的磁感应强度大小为0Bd点处的磁感应强度大小为0Ca点处的磁感应强度方向竖直向下Dc点处的磁感应强度方向竖直向下答案：C解析：通电直导线周围产生的磁场方向可由安培定则判断，如图所示，电流I1在b点产生的磁场方向向上，电流I2在b点产生的磁场方向向
2、下，因为I1I2，即B1B2，则合成后b点的磁感应强度竖直向上，不为零，故A错误；同理可以判断，d点处的磁感应强度不为零，a点处的磁感应强度竖直向下，c点处的磁感应强度竖直向上，B、D错误，C正确2(2021辽宁沈阳二中三模)已知通电的长直导线在周围空间某位置产生的磁场磁感应强度大小与电流强度成正比，与该位置到长直导线的距离成反比如图所示，现有通有电流大小相同的两根长直导线分别固定在正方体的两条边dh和hg上，两导线彼此绝缘，电流方向分别由d流向h、由h流向g，则该正方体顶点a和e两处的磁感应强度大小之比为()A2B.2C2 D.答案：B解析：设正方体的边长为L，由题意可知Bk，设其中一根长直
3、导线的电流在e点产生的磁感应强度为B0，则e点的合磁感应强度大小为BeB0.固定在hg边上的长直导线到a点的距离为L，在a点产生的磁感应强度大小为B0，固定在dh边上的长直导线到a点的距离为L，在a点产生的磁感应强度大小为B0，所以a点的合磁感应强度大小为BaB0，因此BaBe2，故B正确3(2018全国卷)(多选)如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2，L1中的电流方向向左，L2中的电流方向向上，L1的正上方有a、b两点，它们相对于L2对称整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为B0，方向垂直于纸面向外，已知a、b两点的磁感应强度大小分别为B0和B0，方向也垂直于纸面向
4、外，则()A流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0B流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0C流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0D流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0答案：AC解析：由题意知，a、b两点的磁感应强度是由外加磁场B0和导线L1、L2中电流产生的磁场叠加而成的根据右手螺旋定则可知，直导线电流L1在a、b两点产生的磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小相等，设为B1；直导线电流L2在a点产生的磁场方向垂直纸面向里，在b点产生的磁场方向垂直纸面向外，由对称性可知，两点的磁感应强度大小相等，设为B2；规定向外的方向为正方向，依据矢量叠加法则有B0B2B1
5、，B0B2B1；联立上式解得B1B0，B2B0，故A、C正确题组二安培力安培力作用下的平衡问题4(2021广东高考卷)截面为正方形的绝缘弹性长管中心有一固定长直导线，长管外表面固定着对称分布的四根平行长直导线，若中心直导线通入电流I1，四根平行直导线均通入电流I2，I1I2，电流方向如图所示，下列截面图中可能正确表示通电后长管发生形变的是()答案：C解析：因I1I2，则可不考虑四个边上的直导线之间的相互作用；根据两通电直导线间的安培力作用满足“同向电流相互吸引，异向电流相互排斥”，则正方形左、右两侧的直导线要受到中心直导线吸引的安培力，长管左、右两侧形成凹面，正方形上、下两边的直导线要受到中心
6、直导线排斥的安培力，长管上、下两边形成凸面，故长管变形后的形状如图C.5质量m0.02 kg的通电细杆ab置于倾角37的平行导轨上，导轨的宽度d0.2 m，杆ab与导轨间的动摩擦因数0.4，磁感应强度B2 T的匀强磁场与导轨平面垂直且方向向下，如图所示现调节滑动变阻器的触头，为使杆ab静止不动，则通过ab杆的电流范围为多少？(g取10 m/s2，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力)答案：0.14 A0.46 A解析：如图甲、乙所示这是电流最大和最小两种情况下杆ab的受力分析图根据甲图列平衡方程，有F1mgsin f10FNmgcos 0且f1FN，F1BImaxd联立方程解得Imax0.46 A.
7、同理，根据乙图列式如下F2f2mgsin 0FNmgcos 0且f2FN，F2BImind解得Imin0.14 A.因此通过ab杆的电流范围为0.14 A0.46 A.题组三安培力作用下导体的运动6(2020上海杨浦区期末)(多选)电磁轨道炮工作原理如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在两轨道间形成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电流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
8、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：通电的弹体在轨道上受到安培力的作用，设轨道宽度为l，利用动能定理有BIlLmv2，磁感应强度的大小与I成正比，即BkI，联立解得v.只将轨道长度L变为原来的2倍，弹体的出射速度增加至原来的倍，故A错误；只将电流I增加至原来的2倍，弹体的出射速度增加至原来的2倍，故B正确；只将弹体质量减至原来的一半，弹体的出射速度增加至原来的倍，故C错误；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，弹体的出射速度增加至原来的2倍，故D正确B级(练能力过素养)7如图
9、所示，在水平放置的平行导轨(间距为0.2 m)一端架放着一根长L0.2 m、质量m40 g的金属棒ab，导轨另一端通过开关与电源相连，该装置放在高h20 cm的绝缘垫块上当有方向竖直向下、磁感应强度大小B1 T的匀强磁场时，接通开关(图中末画开关)，金属棒ab会被平抛到距导轨右端的水平距离s100 cm处，不计一切阻力，取g10 m/s2，试求：(1)开关接通瞬间安培力对金属棒ab做的功W.(2)开关接通瞬间流经金属棒ab的电荷量q.答案：(1)0.5 J(2)1 C解析：(1)金属棒离开水平轨道后只受重力作用，开始做平抛运动，运动时间为t2根据平抛运动规律有sv0t2，hgt联立解得 v0s5 m/s开关接通瞬间，安培力对金属棒ab做功，把电能转化为金属棒的动能根据动能定理可知 Wmv0.5 J.(2)设开关接通后，金属棒通电时间为t1，末速度为v0根据动量定理有 BLt1mv00化简得 BqLmv00解得q1 C.
