高中物理練習(xí)磁場(chǎng)對(duì)電流的作用

1、學(xué)習(xí)必備歡迎下載、選擇題.在磁場(chǎng)中某區(qū)域的磁感線，如圖所示，則 （）a、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等RBa、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等，BaBa,所以B正確.（20 10 安慶模擬）如圖所示，在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，水平放置著一根長直導(dǎo)線, 電流方向垂直紙面向外， a、b、c、d是以直導(dǎo)線為圓心的同一圓周上的四點(diǎn)，在這四點(diǎn)中（）a、b兩點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度相同c、d兩點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等a點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度最大b點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度最大答案BD解析磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，根據(jù)安培定則可確定直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)在a、b、c、d四點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向.根據(jù)矢量合成法則，可得 A C錯(cuò)誤，B D正確. TOC o 1-5 h z

2、（2010 遼寧錦州期末）如圖所示，一根質(zhì)量為 m的金屬棒AC用軟線懸掛在磁感應(yīng)強(qiáng) 度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，通入 A- C方向的電流時(shí)，懸線張力不為零，欲使懸線張力為零，可 以采用的辦法是（）A.不改變電流和磁場(chǎng)方向，適當(dāng)增大電流乂乂乂乂B.只改變電流方向，并適當(dāng)減小電流.I FxXXXC.不改變磁場(chǎng)和電流方向，適當(dāng)減小磁感應(yīng)強(qiáng)度D.只改變磁場(chǎng)方向，并適當(dāng)減小磁感應(yīng)強(qiáng)度答案A解析通入A-C方向的電流時(shí)，由左手定則可知，安培力方向垂直金屬棒向上，2T+ F安=mg F安=81;欲使懸線張力為零，需增大安培力，但不能改變安培力的方向，只有選項(xiàng)A符合要求.（2010 鎮(zhèn)江模擬）如圖所示，若一束電子沿 y

3、軸正方向移動(dòng)，則在 z軸上某點(diǎn)A的學(xué)習(xí)必備歡迎下載磁場(chǎng)方向應(yīng)該是（）A.乜X x軸的正向B.乜& x軸的負(fù)向1mz軸的正向7mz軸的負(fù)向答案B解析電子沿y軸正方向移動(dòng)，相當(dāng)于電流方向沿 y軸負(fù)方向，根據(jù)安培定則可判斷 在z軸上的A點(diǎn)的磁場(chǎng)方向應(yīng)該沿 x軸負(fù)方向.（2010 黃岡）如圖所示，用粗細(xì)均勻的電阻絲折成平面梯形框架，ab、cd邊均與ad邊成60角，ab=bc=cd=L,長度為L的電阻絲電阻為r,框架與一電動(dòng)勢(shì)為 E,內(nèi)阻為r 的電源相連接，垂直于框架平面有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則框架受到的安培力的合力大小為（）A. 0C.10BEL11r5BELB.- 11rBELD.一r答案C解

4、析總電阻 R= 1? + r = gr,總電流3r +2r 5E 5EI=R=布,梯形框架文的安培力可等效為I通過ad邊時(shí)受到的安培力,F=BI ad =BI2L=10BEL11r 所以C選項(xiàng)正確.（2010 長沙）通有電流的導(dǎo)線 Li、L2處在同一平面（紙面）內(nèi)，Li是固定的，L2可繞垂直紙面的固定轉(zhuǎn)軸 O轉(zhuǎn)動(dòng)（O為L2的中心），各自的電流方向如圖所示.下列哪種情況將會(huì) TOC o 1-5 h z 發(fā)生（）4A.因L2不受磁場(chǎng)力的作用，故 L2不動(dòng)l r 十皿一八b一丘拓4 F0B.因L2上、下兩部分所受的磁場(chǎng)力平衡，故L2不動(dòng)L2繞軸O按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)L U /iL2繞軸O按逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)

5、答案D解析本題考查常見電流周圍的磁場(chǎng)的分布，安培力的方向和物體轉(zhuǎn)動(dòng)的條件等知識(shí)點(diǎn).由右手螺旋定則可知導(dǎo)線L1的上方的磁場(chǎng)的方向?yàn)榇怪奔埫嫦蛲?，且離導(dǎo)線L1的距離學(xué)習(xí)必備歡迎下載越遠(yuǎn)的地方，磁場(chǎng)越弱，導(dǎo)線L2上的每一小部分受到的安培力方向水平向右，由于O點(diǎn)的下方磁場(chǎng)較強(qiáng)，則安培力較大，因此L2繞軸O按逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)， D選項(xiàng)對(duì).7.如圖所示，兩根間距為 d的平行光滑金屬導(dǎo)軌間接有電源E,導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角0 =30。.金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，導(dǎo)軌與金屬桿接觸良好.整個(gè)裝置處于磁感應(yīng) 強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.當(dāng)磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向上時(shí)，金屬桿ab剛好處于靜止?fàn)顟B(tài).要 TOC o 1-5 h

6、z 使金屬桿能沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)，可以采取的措施是（）A.增大磁感應(yīng)強(qiáng)度 BB.調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電流減小*.C.增大導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角0D.將電源正負(fù)極對(duì)調(diào)使金屬桿中的電流方向改變答案A解析考查磁場(chǎng)對(duì)電流的作用一一安培力的性質(zhì)及動(dòng)態(tài)平衡分析.金屬桿能在導(dǎo)軌上處于靜止?fàn)顟B(tài)，說明安培力等于重力沿導(dǎo)軌平面向下的分力，即BIL = mcsin 0 ,要使金屬桿能沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)，則可以增大安培力，增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B或增大電流I ,也可以減小重力沿斜面向下的分力，即減小角度0 , A項(xiàng)正確，BC項(xiàng)錯(cuò)誤；如果將電流方向反向，則安培力沿導(dǎo)軌平面向下，金屬桿只能向下運(yùn)動(dòng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤.本題難度中等. TOC o 1

7、-5 h z （2010 鄭州二次質(zhì)量預(yù)測(cè)）如圖所示，光滑的金屬軌道分水平段和圓弧段兩部分，O點(diǎn)為圓弧的圓心.兩金屬軌道之間的寬度為0.5m,勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向如圖，大小為0.5T.質(zhì)量為MN= OP= 1m,則（）0.75NFa=BIL = 0.5 X2X0.5N =0.05kg、長為0.5m的金屬細(xì)桿置于金屬軌道上的M點(diǎn).當(dāng)在金屬細(xì)桿內(nèi)通以電流強(qiáng)度為2A的恒定電流時(shí)，金屬細(xì)桿可以沿桿向右由靜止開始運(yùn)動(dòng).已知A.金屬細(xì)桿開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度為5m/s2.金屬細(xì)桿運(yùn)動(dòng)到 P點(diǎn)時(shí)的速度大小為 5m/s2C.金屬細(xì)桿運(yùn)動(dòng)到 P點(diǎn)時(shí)的向心加速度大小 10m/sD.金屬細(xì)桿運(yùn)動(dòng)到 P點(diǎn)時(shí)對(duì)每一條軌道的作用力大

8、小為答案D解析金屬細(xì)桿在水平方向受到安培力作用，安培力大小0.5N,金屬細(xì)桿開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度為a=FA/*10m/s；選項(xiàng)A錯(cuò)誤；對(duì)金屬細(xì)桿從 M點(diǎn)到P點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程，安培力做功W= Fax （MN- OP=1J,重力做功 W= mg ONk 0.5J ,由動(dòng)能定理得 W4 W ；mV，解得金屬細(xì)桿運(yùn)動(dòng)到 P點(diǎn)時(shí)的速度大小為 v=20m/s,選項(xiàng)B錯(cuò)誤；金屬細(xì)桿運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的加速度可分解為水平方向的向心加速度和豎直方向的加速度，水平方向的向心加速度大小為a = v2/r = 20m/s：選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在P點(diǎn)金屬細(xì)桿受到軌道水平向左的作用力F,水平向右的安培力 Fa,由牛頓第二定律得F- FA=m

9、V/r,解得F= 1.5N,每一條軌道對(duì)金屬細(xì)桿的作用力大小為0.75N,由牛頓第三定律可知金屬桿運(yùn)動(dòng)到學(xué)習(xí)必備歡迎下載P點(diǎn)時(shí)對(duì)每一條軌道的作用力大小為0.75N ,選項(xiàng)D正確.二、非選擇題.某興趣小組在研究長直導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)時(shí)，為增大電流，用多根導(dǎo)線捆在一起代替 長直導(dǎo)線，不斷改變多根導(dǎo)線中的總電流和測(cè)試點(diǎn)與直導(dǎo)線的距離r,測(cè)得下表所示數(shù)據(jù):廠15.010.020.00.0204.98 X 10 510.32 X 10 519.73 X 10 50.04052.54 X 1055.12 X 1059.95 X 100.060一 51.63 X 10一 53.28 X 10一 56.72 X1

10、00.08051.28 X1052.57 X 1055.03 X 10由上述數(shù)據(jù)可得出磁感應(yīng)強(qiáng)度B與電流I及距離r的關(guān)系式為B=T_(要求估算出比例系數(shù)，用等式表示)答案2X10：解析分析表格中數(shù)據(jù)可得，B與電流I成正比，與測(cè)試點(diǎn)到直導(dǎo)線的距離r成反比,即B= k 取表格中的第一單元格進(jìn)行計(jì)算可得K-2X10 7,即B= 2X107x；t. (2010 大連模擬)水平放置的光滑金屬導(dǎo)軌寬 L=0.2m,接有電源電動(dòng)勢(shì) E= 3V, 電源內(nèi)阻及導(dǎo)軌電阻不計(jì).勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向下穿過導(dǎo)軌，磁感應(yīng)強(qiáng)度B= 1T.導(dǎo)體棒ab的電阻R= 6Q ,質(zhì)量m 10g,垂直放在導(dǎo)軌上并良好接觸 (如圖)，求合上開關(guān)

11、的瞬間.x x xax x x(1)金屬棒受到安培力的大小和方向；(2)金屬棒的加速度.答案(1)0.1N水平向右(2)10m/s 2 水平向右E 3斛析(1) I =R= A= 0.5AF=BIL=1X0.5 X0.2N= 0.1N 方向水平向右(2) a = f= s0.1 3m/s2=10m/s2 方向水平向右 m 10 x 10.如圖所示，在傾角為37的光滑斜面上有一根長為0.4m,質(zhì)量為6X10 2kg的通電直導(dǎo)線，電流強(qiáng)度I = 1A,方向垂直于紙面向外，導(dǎo)線用平行斜面的輕繩拴住不動(dòng)，整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度每秒增加0.4T,方向豎直向上的磁場(chǎng)中.設(shè) t = 0時(shí)，B=0,則需要多學(xué)

12、習(xí)必備歡迎下載長時(shí)間，斜面對(duì)導(dǎo)線的支持力為零？(g取10m/s2)答案5s解析斜面對(duì)導(dǎo)線的支持力為零時(shí)導(dǎo)線的受力如圖所示.由平衡條件 FtC0s37o = RDFsin37 = mgD由解得：f= tanmg代入數(shù)值得：F= 0.8N由F=BIL得：B=FIL0.81X0.4T=2TB與t的變化關(guān)系為B=0.4tin 0 + Ff其中Ff=科Fn,以上三式聯(lián)立得出Fmax=mg cos 0 + sin 0cos 0 sin 0(H3XI0X (UX在8 + 0,60.8 -0.5 X0.6Nl= 6.6NImax=警=16.5A BL(2)通以最小電流時(shí),ab受力分析如圖乙，此時(shí)(1)類似，由平衡條件得:Fmin =ab受靜摩擦力，方向沿斜面向上，與0J3X