一对一磁场试题(后附答案)

1、第一讲 磁场(后附答案)教学目的：通过一些精典习题的讲解来夯实基础，同时通过习题来了解学生的学习水平，为以后的教学作好准备，达到因材施教的目的。重点、难点：1、“同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引”引申一个结论：两个物体靠近时，若两个物体产生的磁场方向相反就相互排斥，相同就相互吸引。2、区别左手定则、右手定则，安倍定则（又叫右手螺旋定则）。若是产生力用左手定则，若是产生电流用右手定则，若是产生磁场用安倍定则。3地磁场：地球的磁场与条形磁铁的磁场相似，其主要特点有三个：（1）地磁场的N极在地球南极附近，S极在地球北极附近（2）地磁场B的水平分量（Bx) 总是从地球南极指向地球北极，而竖直分量By

2、，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下.（3）在赤道平面上，距离地球表面高度相等的各点，磁感应强度相等，且方向水平向北.4楞次定律的内容是：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总经阻碍引起磁感应电流的磁通量的变化。楞次安律的关健是要理解“阻碍磁通量的变化”。楞次定律的引申：根据公式：=BScosf可以从以下三个方面来间接阻碍：（1）、B调节阻碍在非匀强磁场中通过闭合线路的整体平动来改变位置进而改变施加于它的磁感强度。（2）、S调节阻碍通过闭合线路的形变（收缩式扩张）或可动边的移动来改变磁感线穿过它的面积。（3）、调节阻碍通过闭合线路自身绕轴的转动改变磁场与线圈法线的夹而来改变磁感线穿

3、过它的有效面积S。（4）、阻碍相对运动，即来拒去留或近斥远吸。q 5.定性判断通电导线或线圈在安培力作用下的运动方向问题，常用几种方法。(1)电流元分析法.把整段电流等分为很多段直线电流元，先用左手定则判断出小段电流元受到的安培力方向，再判断整段电流所受安培力合力的方向，从而确定导体的运动方向.(2)特殊位置分析法.把通电导体转到一个便于分析的特殊位置后判断其安培力方向，从而确定运动方向.(3)等效分析法：环形电流可等效为小磁针，条形磁铁也可等效为环形电流，通电螺线管可等效成多个环形电流或条形磁铁.(4)利用平行电流相互作用分析法：同向平行电流相互吸引，异向平行电流相互排斥.夯实基础1.在地球

4、赤道上空有一小磁针处于水平静止状态，突然发现小磁针N极向东偏转，由此可知A.一定是小磁针正东方向上有一条形磁铁的N极靠近小磁针B.一定是小磁针正东方向上有一条形磁铁的S极靠近小磁针C.可能是小磁针正上方有电子流自南向北水平通过D.可能是小磁针正上方有电子流自北向南水平通过2 一劲度系数为k的轻质弹簧，下端挂有一匝数为n的矩形线框abcd,bc边长为L，线框的下半部处在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与线框平面垂直，在图中垂直于纸面向里.线框中通以电流I，方向如图15-2-22所示.开始时线框处于平衡状态.今磁场反向，磁感应强度的大小为B，线框达到新的平衡.在此过程中线框位移的大小x=_,方

5、向_.例1如图所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心，且垂直于线圈平面，当线圈中通入如图方向的电流后，线圈的运动情况是（）A线圈向左运动 B线圈向右运动 C从上往下看顺时针转动 D 从上往下看逆时针转动变式题1：如图所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心，且垂直于线圈平面，当磁铁水平向右平移动时，线圈将怎样运动，线圈大小如何变化？变式题2如图1所示，两个同心放置的共面金属圆环a和b，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直，求穿过两环的磁通量(a)和(b)大小关系和方向图1 图2变式题3. 如图2所示，有两个同心导体圆环。内环中通有顺时

6、针方向的电流，外环中原来无电流。当内环中电流逐渐增大时，外环中有无感应电流？方向如何？ab变式题4 如图所示，a是一水平放置的通电的螺线管，b是套在螺线管外的一金属弹簧圈，两者同轴放置，当螺线管中有变大的电流时会引起弹簧圈的一些变化，以下说法正确的有：（AD）A 弹簧圈会变大B 弹簧圈会变小C 需要根据a中电流的方向才能确定D 当a中电流的大小不变时，弹簧圈的大小不会发生变化O1 aO2 b变式题5: 如图所示，在条形磁铁从图示位置绕O1O2轴转动90°的过程中，放在导轨右端附近的金属棒ab将如何移动？变式题6：如图B-5所示，水平面上有两根平行导轨，上面放两根金属棒a、b。当条形磁

7、铁如图向下移动时（不到达导轨平面），a、b将如何移动？金属棒受到的支持力和摩擦力如何变化？NSv0变式题7. 如图所示，闭合导体环固定。条形磁铁S极向下以初速度v0沿过导体环圆心的竖直线下落的过程中，导体环中的感应电流方向如何？(用多种方法判断)提示：从阻碍磁通量变化、阻碍相对运动、把条形磁铁等效为螺线管根据“同向电流互相吸引，反向电流互相排斥”可以判断。例2. 19世纪20年代，以塞贝克（数学家）为代表的科学家已认识到：温度差会引起电流，安培考虑到地球自转造成了太阳照射后正面与背面的温度差，从而提出如下假设：地球磁场是由绕地球的环形电流引起的.该假设中的电流方向是A.由西向东垂直磁子午线 B

8、.由东向西垂直磁子午线C.由南向北沿磁子午线 D.由赤道向两极沿磁子午线方向例3.两根十字相交通电直导线如何运动? 变式题1：把一不计重力的通电导线放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动，当导线中通过如图所示方向的电流I时，试判断导线的运动情况例4. 两根通电直导线平行放置，电流分别为I1和I2，电流方向如图所示，在与导线垂直的平面上有a、b、c、d四点，其中a、b在导线横截面连线的延长线上，c、d在导线连线的垂直平分线上。则导体中的电流在这四个点产生的磁感应强度可能为零的是( )A . a 点 B. b点 C. c 点 D. d点例5. 如图所示，条形磁铁放在水平粗糙桌面上，它的正中间上

9、方固定一根长直导线，通过方向垂直纸面向里的电流，和原来没有电流通过时相比，磁铁受到桌面的支持力FN和摩擦力Ff将( )A.FN减小，Ff=0 B.FN减小，Ff0C.FN增大，Ff=0 D.FN 增大，Ff0变式题：上题中若导线放在条形磁铁的右上方呢？磁铁受到桌面的摩擦力Ff将会怎么样呢，摩擦力方向呢？例6. 如图所示装置中，cd杆原来静止.当ab 杆做如下那些运动时，cd杆将向右移动（ ）A.向右匀速运动          B.向右加速运动C.向左加速运动          D.向左减速运动例

10、7.在通电密绕长螺线管靠近左端处，吊一金属环a处于静止状态，在其内部也吊一金属环b处于静止状态，两环环面均与螺线管的轴线垂直且环中心恰在螺线管中轴上，当滑动变阻器R的滑片P向左端移动时，a、b两环的运动情况将是（）Aa右摆，b左摆 Ba左摆，b右摆 Ca右摆，b不动 Da左摆，b不动abcp变式题1:在一水平固定的光滑绝缘杆上套有a、b、c三个相同的金属圆环，在环的轴线方向上套有一通电的螺线管，螺线管的内径比金属圆环小得多，螺线管与电源及滑性变阻器组成如图所示的电路，a、b在螺线管两端，c在螺线管正中央，各金属环可在光滑绝缘杆上自由移动，现将滑性变阻器的触片P向左移动，我们会看到Aa向左运动，

11、b向右运动、c不动 Ba向右运动，b向左运动、c不动Ca、b、c都向左运动 Da、b、c都向右运动例8. 如图所示，两个相同的铝环套在一根光滑杆上，将一条形磁铁向左插入铝环的过程中，两环同时向_运动，间距_（增大，不变，减小）。例9 如图,均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置.当a绕O点在其所在平面内旋转时,b中产生顺时针方向的感应电流,且具有收缩趋势,由此可知,圆环a() A.顺时针加速旋转 B.顺时针减速旋转 C.逆时针加速旋转 D.逆时针减速旋转例10. 下图为地磁场磁感线的示意图，在北半球地磁场的竖直分量向下。飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞行高度不变由于地磁场的作用

12、，金属机翼上有电势差，设飞行员左方机翼末端处的电势为1，右方机翼末端处的电势为2，则：（ ）A、若飞机从西往东飞，1比2高 B、若飞机从东往西飞，2比1高C、若飞机从南往北飞，1比2高 D、若飞机从北往南飞，2比1高例11.如图所示，当金属棒a在处于磁场中的金属轨道上运动时，金属线圈b向右摆动，则金属棒a（ ）A向左匀速运动 B向右减速运动C向左减速运动D向右加速运动例12如图所示，在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨，导轨跟大线圈M相连，导轨上放一导线ab，磁感线垂直导轨所在平面，当导线ab向右加速运动时，M所包围的小闭合线圈N产生的感应电流方向，及所具有的形变趋势是A

13、 N具有顺时针方向的电流，且具有收缩的趋势 B N具有顺时针方向的电流，且具有扩张的趋势C N具有逆时针方向的电流，且具有收缩的趋势D N具有逆时针方向的电流，且具有扩张的趋势例13. 如图所示，A为电磁铁，C为胶木秤盘，A和C(包括支架)的总质量为M. B为铁片，质量为m，整个装置用轻绳悬挂于O点.当电磁铁通电、铁片被吸引上升的过程中，轻绳上拉力F的大小为A.F=mg B.MgF（Mm）gC.F=（Mm）gD.F（Mm）g 例14. 如图所示，在两根劲度系数都为k的相同的轻质弹簧下悬挂有一根导体棒ab，导体棒置于水平方向的匀强磁场中，且与磁场垂直.磁场方向垂直纸面向里，当导体棒中通以自左向右

14、的恒定电流时，两弹簧各伸长了l1；若只将电流反向而保持其他条件不变，则两弹簧各伸长了l2，求： (1)导体棒通电后受到的磁场力的大小?(2)若导体棒中无电流，则每根弹簧的伸长量为多少?例15在倾角=30°的斜面上，固定一金属框，宽l=0.25m，接入电动势E=12V、内阻不计的电池垂直框面放有一根质量m=0.2kg的金属棒ab，它与框架的动摩擦因数为，整个装置放在磁感应强度B0.8T的垂直框面向上的匀强磁场中（如图11.2-）当调节滑动变阻器R的阻值在什么范围内时，可使金属棒静止在框架上？（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，框架与棒的电阻不计，g10m/s2）变式题1：在倾角为的光滑斜面

15、上，放一根通电导线AB，电流的方向为AB，AB长为L，质量为m，放置时与水平面平行，如图11110所示，将磁感应强度大小为B的磁场竖直向上加在导线所在处，此时导线静止，那么导线中的电流为多大?如果导线与斜面有摩擦，动摩擦因数为，为使导线保持静止，电流I多大?（tan）例16. 如图所示，质量为m的铜棒搭在U形导线框右端，棒长和框宽均为L，磁感应强度为B的匀强磁场方向竖直向下。电键闭合后，在磁场力作用下铜棒被平抛出去，下落h后落在水平面上，水平位移为s。则闭合电键后通过铜棒的电荷量Q=_。参考答案例14. (1)k(l2-l1) (2) (l1+l2)例15 参考答案例15 变式题1 答案提示：

16、在倾角为的光滑斜面上，放一根通电导线AB，电流的方向为AB，AB长为L，质量为m，放置时与水平面平行，如图11110所示，将磁感应强度大小为B的磁场竖直向上加在导线所在处，此时导线静止，那么导线中的电流为多大?如果导线与斜面有摩擦，动摩擦因数为，为使导线保持静止，电流I多大?（tan）图11110 图11111【解析】 在分析这类问题时，由于B、I和安培力F的方向不在同一平面内，一般情况下题目中所给的原图均为立体图，在立体图中进行受力分析容易出错，因此画受力图时应首先将立体图平面化.本题中棒AB所受重力mg、支持力FN和安培力F均在同一竖直面内，受力分析如图11111所示.由于AB静止不动，所

17、以FNsin=F=BILFNcos=mg由得导线中电流Itan如果存在摩擦的话，问题就复杂得多.当电流Itan时，AB有向下滑的趋势，静摩擦力沿斜面向上，临界状态时静摩擦力达到最大值Ff1=FN1.当电流Itan时，AB有向上滑的趋势，静摩擦力沿斜面向下，临界状态时Ff2=FN2.第一种临界情况，由平衡条件得：沿斜面方向 mgsin=F1cos+Ff1垂直于斜面方向FN1mgcosF1sin又Ff1=FN1；F1I1LB由得，I1第二种情况，同理可列方程mgsin+Ff2=F2cosFN2mgcos+F2sinFf2=FN2；F2=I2LB由得，I2所求条件为：I【思考】 (1)题目中所给的条件tan有什么作用?若tan会出现什么情况?(2)若磁场B的方向变为垂直斜面向上，本题答案又如何?【思考提示】 （1）tan说明mgsinmgcos，若导体中不通电，则它将加速下滑，所以，为使导体静止，导体中的电流有一最