高三物理一轮复习精品练习81磁场的描述 磁场对电流的作用力人教版Word文件下载.docx

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B0，C选项正确．

答案　C

3．有一小段通电导线，长为1cm，电流强度为5A，把它置于磁场中某点，受到的安培力为0.1N，则该点的磁感应强度B一定是（　　）

A．B＝2TB．B≤2T

C．B≥2TD．以上情况均可能

解析　若电流方向与磁场垂直，此时磁感应强度最小，B＝

＝2T，C选项正确．

4．如图所示的天平可用来测定磁感应强度．天平的右臂下面挂有一个矩形线圈．宽度为L，共N匝，线圈下端悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面．当线圈中通有电流I时（方向如图），在天平左右两边加上质量各为m1、m2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（　　）

A．磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为

B．磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为

C．磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为

D．磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为

解析　当电流反向（大小不变）时右边需再加质量为m的砝码后方可平衡，可得此时安培力的方向竖直向上，所以磁场方向垂直纸面向里，由两种情况的受力平衡可得m1g＝m2g＋m′g＋NBIL，m1g＝m2g＋mg＋m′g－NBIL，其中m′为线圈质量，联解可得．

5．将长1m的导线ac从中点b折成如图中所示的形状，放于B＝0.08T的匀强磁场中，abc平面与磁场方向垂直．若在导线abc中通入25A的直流电，则整个导线所受安培力的大小为（　　）

A．2NB．1N

ND.

/2N

解析　ab段所受安培力F1＝BI·

＝1N，bc段所受安培力F2＝BI

＝1N，根据题意得F1与F2方向的夹角为60°

，由几何关系得其合力F＝

N.

6．物理学家法拉第在研究电磁学时，亲手做过许多实验．如图所示的实验就是著名的电磁旋转实验，这种现象是：

如果载流导线附近只有磁铁的一个极，磁铁就会围绕导线旋转；

反之，载流导线也会围绕单独的某一磁极旋转．这一装置实际上就成为最早的电动机．图中A是可动磁铁，B是固定导线，C是可动导线，D是固定磁铁．图中黑色部分表示汞（磁铁和导线的下半部分都浸没在汞中），下部接在电源上．这时自上向下看，A和C的转动方向分别是（　　）

A．A顺时针，C逆时针B．A逆时针，C顺时针

C．A逆时针，C逆时针D．A顺时针，C顺时针

解析　B导线电流向上，其产生的磁场自上向下看为逆时针方向，故磁铁A将逆时针转动；

由左手定则可知C导线受力为顺时针，故顺时针转动．

二、多项选择题

7．关于磁场和磁感线，下列说法中正确的是（　　）

A．磁感线总是从磁体N极出发到磁体S极终止

B．磁感线的疏密程度描述了磁场的强弱

C．磁场中某点磁场方向与可以自由转动的小磁针在该点静止时N极所指的方向相同

D．磁场中某处磁感应强度方向与通电导线在该处所受的安培力方向相同

解析　在磁体的内部磁感线由S极出发到磁体N极终止，A选项错误；

磁感线的疏密程度描述了磁场的强弱，某点磁场方向为该点小磁针静止时N极的指向，B、C选项正确；

磁场中某处磁感应强度方向与通电导线在该处所受的安培力方向垂直，D选项错误．

答案　BC

8.如图所示，在匀强磁场B的区域内有一光滑倾斜金属导轨，倾角为θ，导轨间距为L，在其上垂直导轨放置一根质量为m的导线，接以如图所示的电源，电流强度为I，通电导线恰好静止，则匀强磁场的磁感应强度必须满足一定条件，下述所给条件正确的是（　　）

A．B＝

，方向垂直斜面向上

B．B＝

，方向垂直斜面向下

C．B＝

，方向水平向左

D．B＝

，方向竖直向上

解析　由左手定则结合物体的平衡条件可得A、C、D选项正确；

B选项中安培力方向沿斜面向下，大小为mgcosθ，而重力的分力大小为mgsinθ，合力不为零，导线不会处于静止状态．

答案　ACD

9.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T1，现在磁铁上方中心偏左位置固定一导体棒，当导体棒中通以方向如图所示的电流后，台秤读数为T2，则以下说法正确的是（　　）

A．弹簧长度将变长B．弹簧长度将变短

C．T1＞T2D．T1＜T2

解析　导体棒受到的安培力方向斜向右下方，由牛顿第三定律可知磁铁受到的磁场力斜向左上方，电流对磁铁的磁场力的竖直分量使条形磁铁对台秤压力减小，故知T1＞T2，电流对磁铁的磁场力的水平分量使磁铁左移，故弹簧长度将变短，B、C正确．

10．如图所示，平行于纸面水平向右的匀强磁场，磁感应强度B1＝1T，位于纸面内的细直导线，长L＝1m，通过I＝1A的恒定电流．当导线与B1成60°

夹角时，发现其受到的安培力为零，则该区域同时存在的另一匀强磁场的磁感应强度B2的可能值为（　　）

A.

T　　　　　　　　B.

T

C.1TD.

解析　由左手定则判断知磁场B1对电流的作用力方向垂直于纸面向内，大小为F1＝BILsin60°

N，则另一磁场B2对电流的作用力大小F2与F1等值反向，当磁场B2与电流垂直时，磁感应强度B2取得最小值，等于

T.

答案　BCD

11.如图所示，在磁感应强度B＝1.0T，方向竖直向下的匀强磁场中，有一个与水平面成θ＝37°

角的导电滑轨，滑轨上放置一个可自由移动的金属杆ab.已知接在滑轨中的电源电动势E＝12V，内阻不计．ab杆长L＝0.5m，质量m＝0.2kg，杆与滑轨间的动摩擦因数μ＝0.1，滑轨与ab杆的电阻忽略不计．求：

要使ab杆在滑轨上保持静止，滑动变阻器R的阻值在什么范围内变化？

（g取10m/s2，sin37°

＝0.6）

解析　分别画出ab杆在恰好不下滑和恰好不上滑这两种情况下的受力分析图，如图所示．

当ab杆恰好不下滑时，如图①所示．由平衡条件得

沿斜面方向mgsinθ＝μFN1＋F安1cosθ，①

垂直斜面方向FN1＝mgcosθ＋F安1sinθ，②

而F安1＝B

L，③

由①②③式得R1＝5Ω.

当ab杆恰好不上滑时，如图②所示．由平衡条件得

沿斜面方向mgsinθ＋μFN2＝F安2cosθ，④

垂直斜面方向FN2＝mgcosθ＋F安2sinθ，⑤

而F安2＝B

L，⑥

由④⑤⑥三式得R2＝3Ω.

所以，要使ab杆保持静止，R的取值范围是3Ω≤R≤5Ω.

答案　3Ω≤R≤5Ω

12．如图所示，两平行金属导轨间的距离L＝0.40m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ＝37°

，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B＝0.50T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场．金属导轨的一端接有电动势E＝4.5V、内阻r＝0.50Ω的直流电源．现把一个质量m＝0.040kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止．导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0＝2.5Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s2，已知sin37°

＝0.60，cos37°

＝0.80，求：

（1）通过导体棒的电流；

（2）导体棒受到的安培力的大小；

（3）导体棒受到的摩擦力．

解析　

（1）根据闭合电路欧姆定律

I＝

＝1.5A.

（2）导体棒受到的安培力F安＝BIL＝0.30N.

（3）导体棒受力如图，将重力正交分解

F1＝mgsin37°

＝0.24N

F1<

F安，根据平衡条件

mgsin37°

＋Ff＝F安

解得Ff＝0.06N.

答案　

（1）1.5A

（2）0.30N

（3）0.06N