1、课练 26磁场及其对电流的作用1(2018浙江绍兴模拟)关于磁场和磁感线，下列说法正确的是()A条形磁铁内部的磁感线方向从N极指向S极B一小段通电导线放在某处不受磁场力作用，则该处的磁感应强度为零C两通电导线之间的相互作用是通过磁场发生的D在磁感应强度为B的磁场中，穿过面积为S的平面的磁通量为BS答案：C解析：条形磁铁内部的磁感线方向从S极指向N极，外部由N极指向S极，故A错误；若一小段通电导线平行磁感线放在某处，不受磁场力作用，但该处的磁感应强度不为零，故B错误；两通电导线之间的相互作用是通过磁场发生的，故C正确；在磁感应强度为B的磁场中，只有和磁场方向垂直时穿过面积为S的平面的磁通量为BS
2、，故D错误2(2018广西南宁二中等三校联考)磁场中某区域的磁感线如图所示，则()A同一通电导线放在a处受力的磁场力一定比放在b处受到的磁场力大B同一通电导线放在a处受到的磁场力一定比放在b处受到的磁场力小Ca、b两处的磁感应强度的大小不等，BaBbDa、b两处的磁感应强度的大小不等，BaBb答案：C解析：a处的磁感线比b处稀疏，则a点磁感应强度比b点的小，所以BaBb，故C正确，D错误；当将同一通电导线放入磁场中，由于受到放置角度的限制，当通电导线垂直磁场时，受到的磁场力最大，平行磁场时受到的磁场力为零，故虽然BaBb，但是无法比较通电导线受到的磁场力的大小，故A、B错误3(2018广东惠州
3、期末)如图所示为两同心圆环，当有一匀强磁场垂直穿过A环面时(A环面外无磁场)，A环面磁通量为1，此时B环面磁通量为2.若将原匀强磁场撤去，改为一条形磁铁，垂直穿过A环面时A环面的磁通量为3，B环面的磁通量为4，有关磁通量的大小，下列说法正确的是()A12C34 D34，C正确，D错误4(2018广东肇庆期末)(多选)如图所示，在竖直向上的匀强磁场中，水平放置着一根长直流导线，电流方向垂直于纸面向外，a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中()Aa、b两点磁感应强度相同Ba点磁感应强度最大Cc、d两点磁感应强度大小相等Db点磁感应强度最大答案：CD解析：根据安培定则，长直流导
4、线产生的磁场的磁感应强度如图甲所示，根据平行四边形定则，四点处的磁场情况如图乙所示，显然c、d两点的磁感应强度大小相等，a点磁感应强度为两磁感应强度之差的绝对值，最小，b点磁感应强度等于两磁感应强度代数和，最大，故C、D正确5(2018安徽安庆一中模拟)如图甲所示，一个条形磁铁P固定在水平桌面上，以P的右端点为原点，中轴线为x轴建立一维坐标系一个灵敏的小磁针Q放置在x轴上不同位置，设Q与x轴之间的夹角为.实验测得sin与x之间的关系如图乙所示已知该处地磁场方向水平，磁感应强度大小为B0.下列说法正确的是()AP的右端为S极BP的中轴线与地磁场方向平行CP在x0处产生的磁感应强度大小为B0Dx0
5、处合磁场的磁感应强度大小为2B0答案：C解析：当x趋向无穷大时，小磁针所指的方向为地磁场的方向，所以根据题图可知，x趋向无穷大时，sin趋向1，则趋向90，即小磁针的方向与x轴的方向垂直，所以P的中轴线与地磁场方向垂直，故B错误；由题图甲可知，开始时小磁针Q的N极背离O点，所以O点处的磁极是N极，即P的右端为N极，故A错误；由题图乙可知，x0处sin，则45，P在x0处产生的磁感应强度大小为BP，tan45，所以BPB0，故C正确；x0处合磁场的磁感应强度大小为BB0，故D错误6(2018河北邯郸质检)如图所示，将直导线弯成半径为R的圆弧形状，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度大
6、小为B.当在该导线中通以大小为I的电流时，该圆弧形通电导线受到的安培力大小为()A0 BBIRC.BIR D.答案：C解析：由FBILBIRBIR，所以C正确7(2018浙江名校协作体联考)如图所示为航母上电磁弹射装置的等效电路图(俯视图)，使用前先给超级电容器C充电，弹射时，电容器释放储存电能所产生的强大电流经过导体棒EF，EF在磁场(方向垂直于纸面向外)作用下加速则下列说法正确的是()A电源给电容器充电后，M板带正电B导体棒在安培力作用下向右运动C超级电容器相当于电源，放电时两端电压不变D在电容器放电过程中，电容器电容不断减小答案：B解析：电源给电容器充电后，M板与电源负极相连，带负电，选
7、项A错误；放电时电流由F到E，由左手定则可知，导体棒所受安培力方向向右，导体棒在安培力作用下向右运动，选项B正确；超级电容器相当于电源，根据QCU可知，放电时两端电压减小，选项C错误；在电容器放电过程中，电容器电容保持不变，选项D错误8(2018江西第三次联考)两根平行放置的长度均为L的长直导线ab和cd，固定放置在与导线所在平面垂直的匀强磁场中，磁场方向如图所示当导线ab通过的电流大小为2I、导线cd通过的电流大小为I时，导线ab受到的磁场力大小为F1、方向垂直于导线向左，导线cd受到的磁场力大小为F2、方向垂直于导线向右已知直导线ab中的电流由b到a.下列判断正确的是()A直导线cd中的电
8、流由c到d，匀强磁场的磁感应强度的大小为B直导线cd中的电流由c到d，匀强磁场的磁感应强度的大小为C直导线cd中的电流由d到c，匀强磁场的磁感应强度的大小为D直导线cd中的电流由d到c，匀强磁场的磁感应强度的大小为答案：A解析：如果直导线cd中的电流由d到c，则匀强磁场和直导线ab对直导线cd的作用力方向均垂直于cd向左，不合题意，因此直导线cd中的电流由c到d.两根直导线之间的作用力为相互排斥力，大小相等，设为F0，对导线ab有F1F02BIL，对导线cd有F2F0BIL，联立解得匀强磁场的磁感应强度为B.选项A正确9(2018河北定州中学月考)(多选)如图所示，在两磁极之间放一培养皿，磁感
9、线垂直培养皿，皿内侧壁有环状电极A，中心有电极K，皿内装有电解液，若不考虑电解液和培养皿之间的阻力，当通以如图所示电流时，则()A电解液将顺时针旋转流动B电解液静止不动C若将滑动变阻器的滑片向左移动，则电解液旋转流动将变慢D若将磁场的方向和电流的方向均变为和原来相反，则电解液转动方向不变答案：AD解析：当电解液中通以题图所示的电流时，将电解液看成无数个辐条状导体，每根导体中电流从环边缘流向K，由左手定则判断可知，电解液所受的安培力方向沿顺时针方向，因此电解液将顺时针旋转流动，故A正确，B错误；若将滑动变阻器的滑片向左移动，其有效电阻减小，电路中电流增大，由FBIL知，电解液所受的安培力增大，则
10、电解液旋转流动将变快，故C错误；若将磁场的方向和电流的方向均变为和原来相反，由左手定则可知，电解液所受的安培力方向不变，则电解液转动方向不变，故D正确10.如图所示，两平行导轨ab、cd竖直放置在匀强磁场中，匀强磁场方向竖直向上，将一根金属棒PQ放在导轨上，使其水平且始终与导轨保持良好接触现在金属棒PQ中通以变化的电流I，同时释放金属棒PQ使其运动已知电流I随时间变化的关系为Ikt(k为常数，k0)，金属棒PQ与导轨间的动摩擦因数一定以竖直向下为正方向，则下面关于金属棒PQ的速度v、加速度a随时间变化的关系图象中，可能正确的是()答案：B解析：因为开始时金属棒PQ加速度方向向下，与速度方向相同
11、，做加速运动，加速度逐渐减小，即做加速度逐渐减小的变加速运动，然后加速度方向向上，加速度逐渐增大，做加速度逐渐增大的变减速运动，故A错误、B正确；根据牛顿第二定律得，金属棒PQ的加速度a，fNFABILBLkt，联立解得加速度ag，与时间成线性关系，故C错误；t0时刻无电流，无安培力，只有重力，加速度竖直向下，为正值，故D错误11(2018山东日照二模节选)如图所示，两根足够长、电阻不计的平行金属导轨ab、cd相距L，导轨平面与水平面的夹角为.在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中现将一质量为m、电阻为R的金属棒MN从图示位置由静止开始释
12、放，金属棒下滑过程中始终与导轨垂直且接触良好已知金属棒与导轨间的动摩擦因数为，重力加速度为g，某时刻后两灯泡保持正常发光求磁感应强度的大小答案：解析：设小灯泡的额定电流为I0，有PIR.由题意可知，金属棒沿导轨下滑的某时刻后小灯泡正常发光，则流经金属棒MN的电流I2I0，此时金属棒MN的重力沿着导轨向下的分力与安培力和摩擦力平衡，速度达到最大，则mgsinmgcosBIL，联立以上各式解得B.12(2018山东济南联考)如图所示，长度L25 cm、电阻R13 的金属滑杆ab的中点连着一劲度系数k50 N/m的轻质弹簧(弹簧另一端固定，与滑杆垂直且在同一水平面内)，垂直地放置在两根电阻不计、互相
13、平行、宽度为25 cm的光滑导轨上，有一匀强磁场垂直导轨平面，磁场方向如图所示，电源的电动势E12 V，内阻r1 ，定值电阻R22 ，闭合开关S，稳定后弹簧伸长x4 cm，求：(1)稳定后滑杆ab所受安培力的大小F；(2)匀强磁场的磁感应强度的大小B.答案：(1)2 N(2)4 T解析：(1)稳定时弹簧弹力大小为F弹kx，由平衡条件有FF弹，解得F2 N.(2)由闭合电路欧姆定律有I A 2A，又FBIL，解得B T4 T.刷题加餐练1(2016北京卷)中国宋代科学家沈括在梦溪笔谈中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示
14、意如图结合上述材料，下列说法不正确的是()A地理南、北极与地磁场的南、北极不重合B地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近C地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行D地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用答案：C解析：由题意可知，地理南、北极与地磁场的南、北极不重合，存在磁偏角，A正确磁感线是闭合的，再由图可推知地球内部存在磁场，地磁南极在地理北极附近，故B正确只有赤道上方附近的磁感线与地面平行，故C错误射向地球赤道的带电宇宙射线粒子的运动方向与磁场方向不平行，故地磁场对其有力的作用，这是磁场的基本性质，故D正确选C.2(2015新课标全国卷)(多选)指南针是我国古代四大发明之一关
15、于指南针，下列说法正确的是()A指南针可以仅具有一个磁极B指南针能够指向南北，说明地球具有磁场C指南针的指向会受到附近铁块的干扰D在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针不偏转答案：BC解析：任何磁体均具有两个磁极，故A错指南针之所以能指向南北，是因为指南针的两个磁极受到磁场力的作用，这说明地球具有磁场，即B正确放在指南针附近的铁块被磁化后，反过来会影响指南针的指向，即C正确通电直导线产生的磁场对其正下方的指南针有磁场力的作用，会使指南针发生偏转，故D错3(2018黑龙江七台河期末)(多选)某闭合三棱柱如图所示，处于磁感应强度为1 T、方向沿x轴正方向的匀强磁场中，已知AB0
16、.4 m，BE0.3 m，AD0.2 m，ABOD为在yOz平面内的矩形，BEFO为在xOy平面内的矩形，下列判断正确的是()A穿过图中ABOD面的磁通量为0.08 WbB穿过图中BEFO面的磁通量为0.06 WbC穿过图中AEFD面的磁通量为0.1 WbD穿过图中DOF面的磁通量为零答案：AD解析：ABOD面与磁场方向垂直，故磁通量1BS10.40.2 Wb0.08 Wb，故A正确；BEFO面与磁场方向平行，故磁通量为零，故B错误；AEFD面与匀强磁场方向的夹角未知，因此可将AEFD面投影到与x轴垂直的ABOD上，AEFD面的有效面积等于ABOD面的面积，故磁通量3BS10.40.2 Wb0
17、.08 Wb，故C错误；DOF面与磁场平行，因此通过的磁通量为零，故D正确4(2018河南豫南九校质检)已知通电长直导线周围某点的磁感应强度大小Bk，即某点的磁感应强度大小B与导线中的电流I成正比，与该点到导线的距离r成反比如图所示，两根平行长直导线相距为R，通以大小相等、方向相同的电流，规定磁感应强度方向垂直于纸面向里为正，则磁感应强度大小B随x变化的图线可能是()答案：D解析：根据右手螺旋定则可得，左边通电导线在两根导线之间产生的磁场方向垂直于纸面向里，右边通电导线在两根导线之间产生的磁场方向垂直于纸面向外，离导线越远磁场越弱，在两根导线中间位置磁场为零由于规定B的正方向为垂直于纸面向里，
18、所以D正确，A、B、C错误5(2018安徽蚌埠期末)通电长直导线周围存在磁场，某点的磁感应强度大小B与导线中的电流I成正比，与该点到导线的距离r成反比在直角坐标系中，两根长直导线分别沿x轴和y轴放置，两者在坐标原点处彼此绝缘，导线中的电流分别为I1和I2，且I12I2，则能大致表示xOy平面内磁感应强度为零的点的图象是()答案：A解析：根据右手螺旋定则可知，通电导线I1在第一、二象限产生的磁场方向垂直于纸面向外，在第三、四象限产生的磁场方向垂直于纸面向里同理，通电导线I2在第一、四象限产生的磁场方向垂直于纸面向里，在第二、三象限产生的磁场方向垂直于纸面向外根据矢量的叠加原理，则第一象限与第三象
19、限的磁感应强度可以为零由于I12I2，且某点的磁感应强度大小B与导线中的电流I成正比，与该点到导线的距离r成反比，那么能大致表示xOy平面内磁感应强度为零的点的图象是A，A正确6(2018湖南永州二模)如图所示，厚度均匀的木板放在水平地面上，木板上放置两个相同的条形磁铁，两磁铁N极正对在两磁铁的竖直对称轴上的C点固定一垂直于纸面的长直导线，并通有垂直于纸面向里的恒定电流，木板和磁铁始终处于静止状态，设两条形磁铁和木板的总重力为G，则()A导线受到的安培力竖直向上，木板对地面的压力大于GB导线受到的安培力竖直向下，木板对地面的压力小于GC导线受到的安培力水平向右，木板受到地面的摩擦力水平向左D导
20、线受到的安培力水平向右，木板受到地面的摩擦力水平向右答案：D解析：根据磁感应强度的叠加可知，导线所在位置处的磁场方向竖直向上，由左手定则可知，导线受到的安培力方向水平向右，根据牛顿第三定律，两磁铁受到的导线的作用力方向水平向左，对木板、两磁铁整体进行受力分析，受竖直向下的总重力、导线施加的水平向左的磁场力、地面的支持力和地面的静摩擦力，根据共点力平衡条件可知，静摩擦力的方向水平向右，所以D正确7(2018四川南充高中月考)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N1，现在磁铁上方中心偏左位置固定一通电导线，电流方向如图，当加上电流后，
21、台秤读数为N2，则以下说法正确的是()AN1N2，弹簧长度将变长BN1N2，弹簧长度将变短CN1N2，弹簧长度将变长DN1xaxbxcCxax0xbxc Dxaxbxcx0答案：C解析：由于条形磁铁外部的磁感线是从N极出发到S极，所以可画出磁铁在a处的一条磁感线，其方向是斜向左下方的，如图所示，由左手定则可判断导线在a点受斜向右下方的安培力Fa，由牛顿第三定律可知磁铁所受作用力Fa的方向是斜向左上方，Fa有沿斜面向下的分力，该分力使得弹簧弹力增大，所以弹簧的伸长量增大；同理可知导线在b点时弹簧的伸长量不变；同理可知导线在c点时弹簧的伸长量减小，则xax0xbxc，C正确9.如图所示，质量m0.
22、5 kg的通电导体棒在安培力作用下静止在倾角为37、宽度L1 m的光滑绝缘框架上，磁场方向垂直框架平面向下(磁场仅存在于绝缘框架内)右侧回路中，电源的电动势E8 V、内阻r1 ，额定功率为8 W、额定电压为4 V的电动机M正常工作取sin370.6，cos370.8，重力加速度大小g10 m/s2，则磁场的磁感应强度大小为()A2 T B1.73 TC1.5 T D1 T答案：C解析：电动机M正常工作时的电流I12 A，电源内阻上的电压UEU8 V4 V4 V，根据欧姆定律得干路中的电流I4 A，通过导体棒的电流I2II12 A，导体棒受力平衡，有BI2Lmgsin37，得B1.5 T，只有选
23、项C正确不清楚磁感应强度的矢量性导致错误10(2018湖北部分重点中学模拟)已知通电导线在空间某点产生的磁场的磁感应强度B的大小与电流成正比，与该点到通电导线的距离正反比现有平行放置的三根长直通电导线，分别通过一个直角三角形ADC的三个顶点且与三角形所在平面垂直，如图所示，ACD60，O为斜边的中点已知I12I22I3，I2在O点产生的磁场的磁感应强度大小为B，则关于O点的磁感应强度，下列说法正确的是()A大小为2B，方向垂直于AD向左B大小为2B，方向垂直于AD向左C大小为2B，方向垂直于AD向右D大小为2B，方向垂直于AD向右答案：B解析：通电导线周围的磁场的磁感线是围绕导线形成的同心圆，
24、空间某点的磁场方向沿该点的切线方向，即与该点和通电导线的连线垂直，根据安培定则，可知三根通电导线在O点产生的磁场的磁感应强度方向如图所示已知通电导线在空间某点产生的磁场的磁感应强度B的大小与电流成正比，与该点到通电导线的距离成反比，已知I12I22I3，I2在O点产生的磁感应强度大小为B，O点到三根通电导线的距离相等，可知B3B2B，B12B，由几何关系可知三根通电导线在平行于AD方向上的合磁感应强度为零，在垂直于AD方向的合磁感应强度为2B.综上可得，O点的磁感应强度大小为2B，方向垂直于AD向左，故B正确，A、C、D错误不能正确地进行受力分析导致错误11(2018江西赣中南五校联考)边长为
25、L的正方形线圈A，通有沿逆时针方向的恒定电流I，用两根轻质绝缘细绳静止地悬挂在水平长直导线MN的正下方h处，如图所示当导线MN中无电流时，两细绳中张力均为T；当通过MN的电流为I1时，两细绳中张力均减为T(01)；而当通过MN的电流为I2时，细绳中张力恰好为零已知长直通电导线周围某点磁场的磁感应强度B与该点到导线的距离r成反比，与导线中电流成正比(即Bk，k为常数)由此可知，MN中的电流方向和电流大小之比I1：I2分别为()A向左，1 B向右，1C向左，1 D向右，1答案：C解析：当MN中通以从N到M的电流时，ab边所受的安培力向上，cd边所受的安培力向下，因离MN越近，安培力越大，可知此时线
26、圈所受安培力的合力方向竖直向上，所以MN中电流方向向左当MN中通电流I0时，根据题意可知ab所受的安培力为F1，cd所受的安培力为F2，因它们受到的安培力方向相反，此时线圈所受的安培力的合力大小为FkILI0，可知线圈受到的安培力的合力大小与通入电流的大小成正比，当MN分别通以I1、I2的电流时，线圈受到的安培力的合力的大小之比为.当通过MN的电流为I1时，两细绳中张力均减为T(01)，所以安培力的大小F合12T2T；而当通过MN的电流为I2时，细绳中张力恰好为零，则安培力的大小F合22T，所以1，故选C.12(2015新课标全国卷)如图，一长为10 cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地
27、悬挂在匀强磁场中；磁场的磁感应强度大小为0.1 T，方向垂直于纸面向里；弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘金属棒通过开关与一电动势为12 V的电池相连，电路总电阻为2 .已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5 cm；闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3 cm，重力加速度大小取10 m/s2.判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向，并求出金属棒的质量答案：安培力的方向竖直向下0.01 kg解析：依题意，开关闭合后，电流方向从b到a，由左手定则可知，金属棒所受的安培力方向竖直向下开关断开时，两弹簧各自相对于其原长伸长为l10.5 cm.由胡克定律和力的平衡条件得2kl1mg式中，m为金属棒的质量，k是弹簧的劲度系数，g是重力加速度的大小开关闭合后，金属棒所受安培力的大小为FIBL式中，I是回路电流，L是金属棒的长度两弹簧各自再伸长l20.3 cm，由胡克定律和力的平衡条件得2k(l1l2)mgF由闭合电路欧姆定律得EIR式中，E是电池的电动势，R是电路总电阻联立式，并代入题给数据得m0.01 kg.
