课时跟踪检测(二十六)　磁场的描述　磁场对电流的作用

课时跟踪检测 二十六 磁场的描述 磁场对电流的作用 对点训练 磁感应强度 安培定则 1 2014 全国卷 关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力 下列说法正确的是 A 安培力的方向可以不垂直于直导线 B 安培力的方向总是垂直于磁场的方向 C 安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关 D 将直导线从中点折成直角 安培力的大小一定变为原来的一半 2 如图 1 所示 为某种用来束缚原子的磁场的磁感线分布情况 以 O 点 图中白点 为 坐标原点 沿 z 轴正方向磁感应强度 B 大小的变化最有可能为 图 1 图 2 3 多选 有两根长直导线 a b 互相平行放置 如图 3 所示为垂直于导线的截面图 在图中所示的平面内 O 点为两根导线连线的中点 M N 为两根导线附近的两点 它们 在两导线连线的中垂线上 且与 O 点的距离相等 若两导线中通有大小相等 方向相同的 恒定电流 I 则关于线段 MN 上各点的磁感应强度的说法中正确的是 图 3 A M 点和 N 点的磁感应强度大小相等 方向相同 B M 点和 N 点的磁感应强度大小相等 方向相反 C 在线段 MN 上各点的磁感应强度都不可能为零 D 在线段 MN 上只有一点的磁感应强度为零 4 多选 如图 4 所示 在 xOy 平面内有两根平行于 y 轴水平放置的长直导线 通有沿 y 轴正方向 大小相同的电流 I 两导线关于 y 轴对称 P 为 x 轴上一点 Q 为 z 轴上一点 下列说法正确的是 图 4 A O 点处的磁感应强度为零 B P Q 两点处的磁感应强度方向垂直 C P Q 两点处的磁感应强度方向平行 D 正电荷从 O 点沿 z 轴向上运动不受洛伦兹力作用 对点训练 安培力作用下导体的运动 5 2015 广东汕头质检 如图 5 两个圆形线圈 P 和 Q 悬挂在光滑绝缘杆上 通以方 向相同的电流 若 I1 I2 P Q 受到安培力大小分别为 F1和 F2 则 P 和 Q 图 5 A 相互吸引 F1 F2 B 相互排斥 F1 F2 C 相互排斥 F1 F2 D 相互吸引 F1 F2 6 2015 兰州模拟 如图 6 所示 均匀绕制的螺线管水平放置 在其正中心的上方附近 用绝缘绳水平吊起通电直导线 A A 与螺线管垂直 A 导线中的电流方向垂直纸面向里 开关 S 闭合 A 受到通电螺线管磁场的作用力的方向是 图 6 A 水平向左 B 水平向右 C 竖直向下 D 竖直向上 7 2015 江门三调 如图 7 所示 带负电的金属环绕轴 OO 以角速度 匀速旋转 在 环左侧轴线上的小磁针最后静止时 图 7 A N 极竖直向上 B N 极竖直向下 C N 极沿轴线向左 D N 极沿轴线向右 8 2015 汕头模拟 如图 8 是磁电式电流表的结构 蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向 分布 线圈中 a b 两条导线长均为 l 通以图示方向的电流 I 两条导线所在处的磁感应 强度大小均为 B 则 图 8 A 该磁场是匀强磁场 B 线圈平面总与磁场方向垂直 C 线圈将逆时针转动 D a b 导线受到的安培力大小总为 BIl 9 2015 广东深圳南山期末 指南针是我国古代的四大发明之一 当指南针静止时 其 N 极指向如图虚线 南北向 所示 若某一条件下该指南针静止时 N 极指向如图 9 实线 N 极东偏北向 所示 则以下判断正确的是 图 9 A 可能在指南针上面有一导线东西放置 通有东向西的电流 B 可能在指南针上面有一导线东西放置 通有西向东的电流 C 可能在指南针上面有一导线南北放置 通有北向南的电流 D 可能在指南针上面有一导线南北放置 通有南向北的电流 10 2012 天津高考 如图 10 所示 金属棒 MN 两端由等长的轻质细线水平悬挂 处于 竖直向上的匀强磁场中 棒中通以由 M 向 N 的电流 平衡时两悬线与竖直方向夹角均为 如果仅改变下列某一个条件 角的相应变化情况是 图 10 A 棒中的电流变大 角变大 B 两悬线等长变短 角变小 C 金属棒质量变大 角变大 D 磁感应强度变大 角变小 11 多选 如图 11 所示 两根光滑金属导轨平行放置 导轨所在平面与水平面间的夹 角为 质量为 m 长为 L 的金属杆 ab 垂直导轨放置 整个装置处于垂直 ab 方向的匀强 磁场中 当金属杆 ab 中通有从 a 到 b 的恒定电流 I 时 金属杆 ab 保持静止 则磁感应强 度的方向和大小可能为 图 11 A 竖直向上 mgtan IL B 平行导轨向上 mgcos IL C 水平向右 mg IL D 水平向左 mg IL 12 多选 2015 广东广州三模 如图 12 所示 质量为 m 长度为 L 的直导线用两绝缘 细线悬挂于 O O 并处于匀强磁场中 当导线中通以沿 x 正方向的电流 I 且导线保持 静止时悬线与竖直方向夹角为 磁感应强度方向和大小可能为 图 12 A z 正向 tan B y 正向 mg IL mg IL C z 负向 tan D 沿悬线向上 sin mg IL mg IL 13 2015 江苏泰州模拟 如图 13 所示 在倾角为 37 的光滑斜面上有一根长为 0 4 m 质量为 6 10 2 kg 的通电直导线 电流大小 I 1 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 T 方向竖直向上的磁场 中 设 t 0 时 B 0 则需要多长时间 斜面对导线的支持力为零 g 取 10 m s2 图 13 答 案 1 选 B 根据左手定则可知 安培力的方向垂直于电流 I 和磁场 B 确 定的平面 即安培力的方向既垂直于 B 又垂直于 I A 错误 B 正确 当 电流 I 的方向平行于磁场 B 的方向时 直导线受到的安培力为零 当电 流 I 的方向垂直于磁场 B 的方向时 直导线受到的安培力最大 可见 安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角有关 C 错误 如图所示 电流 I 和磁场 B 垂直 直导线受到的安培力 F BIL 将直导线从中点折成直角 分段研究导线受到的安培 力 电流 I 和磁场 B 垂直 根据平行四边形定则可得 导线受到的安培力的合力为 F BIL D 错误 2 2 2 选 C 根据磁感线的疏密表示磁感应强度的大小可知 以 O 点 图中白点 为坐标原 点 沿 z 轴正方向磁感应强度 B 大小的变化最有可能为图 C 3 选 BD 两根导线分别在 M 点和 N 点产生的磁感应强度大小相等 方向如图所示 分析得 1 2 3 4 矢量相加可知 M 点 N 点的磁感应强度大小相等 方向相反 选 项 B 正确 线段 MN 中点 O 的磁感应强度为零 选项 D 正确 4 选 AB 根据右手螺旋定则可判断两导线所产生的磁场方向 再利用矢量合成法则 可判断 O 点处磁感应强度为零 P 点处磁感应强度方向沿 z 轴正方向 Q 点处磁感应强度 方向沿 x 轴负方向 故 A B 正确 C 错误 在 z 轴上 z 0 范围内各点磁感应强度方向 均沿 x 轴负方向 正电荷运动时受洛伦兹力作用 D 错误 5 选 D 由于 P Q 通以同向电流 据 同向电流相吸 异向电流相斥 可知 P Q 是相互吸引的 P Q 之间的相互吸引力遵循牛顿第三定律 总是等大 反向 6 选 D 先根据安培定则判断通电螺线管在 A 处的磁场方向为水平向左 再根据左 手定则可判断 A 受力的方向为竖直向上 7 选 C 带负电的金属环匀速旋转 可等效为反向的电流 根据安培定则 在环内形 成水平向左的磁场 故小磁针静止时 N 极沿轴线向左 选项 C 正确 选项 A B D 错误 8 选 D 匀强磁场的磁感应强度应大小处处相等 方向处处相同 由图可知 选项 A 错误 在图示的位置 a 受向上的安培力 b 受向下的安培力 线圈顺时针转动 选项 C 错误 易知选项 B 错误 由于磁感应强度大小不变 电流大小不变 则安培力大小始终 为 BIl 选项 D 正确 9 选 C 若某一条件下该指南针静止时 N 极指向如题图实线 N 极东偏北向 所示 则 有一指向东的磁场 由安培定则 可能在指南针上面有一导线南北放置 通有北向南的电 流 C 正确 10 选 A 棒中电流变大 金属棒所受安培力变大 角变大 选项 A 正确 两悬线等长变短 角不变 选项 B 错误 金属棒质量变大 角变小 选项 C 错误 磁感应强度变大 金属棒所受安培力变大 角变大 选项 D 错误 11 选 AD 若磁场方向竖直向上 则金属杆受重力 支持力和水平向右的安培力 这三个力可以平衡 平衡时有 BIL mgtan 0 解得 B A 正确 磁场方向平 mgtan IL 行导轨向上时 安培力方向垂直导轨平面向下 它与重力和支持力不可能平衡 B 错误 当磁场方向水平向右时 安培力竖直向下 它与重力和支持力不可能平衡 C 错误 当磁 场方向水平向左时 安培力方向竖直向上 当它与重力相等时 支持力为零 金属棒可以 处于平衡状态 此时有 BIL mg 0 解得 B D 正确 mg IL 12 选 BC 本题要注意在受力分析时把立体图变成侧视平面图 然后通过平衡状态 的受力分析来确定 B 的方向和大小 若 B 沿 z 正向 则从 O 向 O 看 导线受到的安培力 F ILB 方向水平向左 如图甲所示 导线无法平衡 A 错误 若 B 沿 y 正向 导线受到的安培力竖直向上 如图乙所示 当 FT 0 且满足 ILB mg 即 B 时 导线可以平衡 B 正确 mg IL 若 B 沿 z 负向 导线受到的安培力水平向右 如图丙所示 若满足 FTsin ILB FTcos mg 即 B 导线可以平