1、探究磁场对电流的作用(时间：40分钟分值：100分)一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)1(多选)关于电流计以下说法正确的是()A指针稳定后，游丝形变产生的阻力与线圈受到的安培力方向是相反的B通电线圈中的电流越大，电流表指针偏转角度也越大C在线圈转动的范围内，各处的磁场都是匀强磁场D在线圈转动的范围内，线圈所受安培力大小与电流大小有关，而与所处位置无关ABD游丝形变产生的阻力效果与安培力引起的动力效果平衡时，线圈停止转动，故从转动角度来看二力方向相反，A正确；电流计内磁场是均匀辐射磁场，在线圈转动的范围内，不管线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行，线圈所在各处的磁场大小相等方向
2、不同，所以安培力与电流大小有关而与所处位置无关，电流越大，安培力越大，指针转过的角度越大，B、D正确，C错误。故选ABD。2(多选)下列图中，表示电流I的方向、磁场B的方向和磁场对电流作用力F的方向的关系正确的是()ABCDBCD由左手定则，A图中磁场对电流作用力F的方向应竖直向上，所以A错误，而B、C、D都符合左手定则。3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A解法一：电流元法首先将圆形线圈分成很多小段，每小段可看
3、作一直线电流，取其中上、下两小段分析，其截面图和受安培力情况如图甲所示。根据对称性可知，线圈所受安培力的合力水平向左，故线圈向左运动。甲解法二：等效法将环形电流等效成一条形磁铁，如图乙所示，乙据异名磁极相吸引知，线圈将向左运动。同时，也可将左侧条形磁铁等效成一环形电流，根据结论“同向电流相吸引，异向电流相排斥”，又可得到相同的答案。4在等边三角形的三个顶点a、b、c处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，过c点的导线所受安培力的方向()A与ab边平行，竖直向上B与ab边平行，竖直向下C与ab边垂直，指向左边D与ab边垂直，指向右边C根据直流电流的安培定则，
4、a、b在c处所激发的磁场方向分别如图中Ba、Bb所示，应用平行四边形定则可知c导线所在处的合磁场方向如图所示。根据左手定则可知安培力F安的方向与ab连线垂直、指向左边。故选C。5先后在磁场中A、B两点引入长度相等的短直导线，导线与磁场方向垂直。如图所示，图中a、b两图线分别表示在磁场中A、B两点导线所受的力F与通过导线的电流I的关系。下列说法正确的是()AA、B两点磁感应强度相等BA点的磁感应强度大于B点的磁感应强度CA点的磁感应强度小于B点的磁感应强度D无法比较磁感应强度的大小B导线受到的磁场力FILBBLI，对于题图给出的FI图线，直线的斜率kBL，由图可知kakb，又因A、B两处导线的长
5、度L相同，故A点的磁感应强度大于B点的磁感应强度，B项正确。6如图所示，长方形线框abcd通有电流I，放在直线电流I附近，线框与直线电流共面，则下列表述正确的是()A线框四个边都受安培力作用，它们的合力方向向左B只有ad和bc边受安培力作用，它们的合力为零Cab和dc边所受安培力大小相等，方向相同D线框四个边都受安培力作用，它们的合力为零A由左手定则可知ab段与cd段、ad段与bc段所受安培力的方向相反，分别向上、向下和向左、向右，选项B、C错；ab段与cd段所受的安培力根据对称性可知合力为零，由于ad段所在的位置靠近通电直导线，磁场比bc所在的位置强，所以所受的安培力合力向左，选项A正确，D
6、错。二、非选择题(14分)7如图所示，在倾角为37的光滑斜面上有一根长为0.4 m、质量为6102 kg的通电直导线，电流I1 A，方向垂直纸面向外，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t00，B00，则需要多长时间斜面对导线的支持力为零？(g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)解析支持力为0时导线的受力如图所示，由平衡条件得F安 N0.8 N，由F安BIL得B T2 T，由BB00.4t，B00得t5 s。答案5 s一、选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分)1如图所示，水平桌面上放置一根条形磁铁，磁铁中
7、央正上方用绝缘弹簧悬挂一水平直导线，并与磁铁垂直。当直导线中通入图中所示方向的电流时，可以判断出()A弹簧的拉力增大，条形磁铁对桌面的压力减小B弹簧的拉力减小，条形磁铁对桌面的压力减小C弹簧的拉力增大，条形磁铁对桌面的压力增大D弹簧的拉力减小，条形磁铁对桌面的压力增大A如图所示，画出直导线附近的条形磁铁的磁感线，由左手定则可知，直导线受向下的安培力，由于力的作用是相互的，因此条形磁铁受向上的作用力。故A正确。2(多选)如图所示，在“研究影响通电导体棒所受磁场力的因素”实验中，要使导体棒摆动的幅度增大，以下操作中可行的是()A增加磁铁的数量B增大导体棒中的电流强度C改变导体棒中的电流方向D将磁铁
8、更换成磁性较强的ABD增大安培力即可使导体棒摆动的幅度增大，根据安培力的公式FBIL可知，增加磁铁的数量，在磁场中有效长度增加，安培力增加；增大导体棒中的电流强度，安培力增大；改变导体棒中的电流方向，只会改变安培力的方向，不会改变安培力的大小；将磁铁更换成磁性较强的，磁感应强度增强，安培力增大，综上所述选项C不可行。3(多选)如图甲所示，两根光滑平行导轨水平放置，间距为L，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒。从t0时刻起，棒上有如图乙所示的持续交变电流I，周期为T，最大值为Im，图甲中I所示方向为电流正方向。则金属棒()甲乙A一直向右移动B速度随时间
9、周期性变化C受到的安培力随时间周期性变化D受到的安培力在一个周期内做正功ABC根据题意得出vt图象如图所示，金属棒一直向右运动，A正确。速度随时间做周期性变化，B正确。据F安BIL及左手定则可判定，F安大小不变，方向做周期性变化，则C项正确。F安在前半周期做正功，后半周期做负功，则D项错。4如图所示，在两个倾角均为的光滑斜面上均水平放置一相同的金属棒，棒中通以相同的电流，一个处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B1；另一个处于垂直于斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B2，两金属棒均处于静止状态，则B1、B2大小的关系为()AB1B21cos BB1B21sin CB1B2cos
10、1DB1B2sin 1A当B竖直向上时，如图甲所示，有B1ILcos mgsin ；当B垂直斜面时，如图乙所示，有B2ILmgsin ；故，选项A正确。甲乙二、非选择题(本题共2小题，共26分)5地球赤道上地磁场的磁感应强度大约是4.0105 T，一根长为500 m的电线，电流为10 A，试求导线受到的安培力的范围是多少？解析当电线的放置方式与磁场平行时，不受安培力作用，F0当电线的放置方式与磁场垂直时，安培力最大FmaxBIl0.2 N故导线受到的安培力范围：0F0.2 N。答案0F0.2 N6(14分)如图所示，在倾角30的斜面上固定一平行金属导轨，导轨间距离l0.25 m，两导轨间接有滑
11、动变阻器R和电动势E12 V、内阻不计的电池。垂直导轨放有一根质量m0.2 kg的金属棒ab，它与导轨间的动摩擦因数。整个装置放在垂直斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度B0.8 T。当调节滑动变阻器R的阻值在什么范围内时，可使金属棒静止在导轨上？导轨与金属棒的电阻不计，g取10 m/s2。解析当滑动变阻器R接入电路的阻值较大时，I较小，安培力F较小，金属棒在重力沿斜面的分力mgsin 作用下有沿斜面下滑的趋势，导轨对金属棒的摩擦力沿斜面向上(如图甲所示)。金属棒刚好不下滑时有Blmgcos mgsin 0，甲解得R4.8 ，当滑动变阻器R接入电路的阻值较小时，I较大，安培力F较大，会使金属棒产生沿斜面上滑的趋势，此时导轨对金属棒的摩擦力沿斜面向下(如图乙所示)。金属棒刚好不上滑时有乙Blmgcos mgsin 0，解得R1.6 ，所以，滑动变阻器R接入电路的阻值范围应为1.6 R4.8 。答案1.6 R4.8