1、磁场对电流、运动电荷的作用1、如图所示,把一根柔软的金属弹簧悬挂起来,弹簧静止时,它的下端刚好跟槽中的水银接触。通电后,关于弹簧,下列说法中正确的是( )A.弹簧始终不动B.弹簧不断上下振动C.弹簧向上收缩后,保持静止D.弹簧向下伸长后,保持静止2、如图所示，两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r。圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合,则穿过a、b两线圈的磁通量之比为( )A.1:1 B.1:2 C.1:4 D.4:13、如图所示,质量、长度的金属棒用两完全相同的弹簧水平悬挂在匀强磁场中,弹簧劲度系数,开关闭合,稳定后发现弹簧的伸长量均为,电流表的示数为5A,重力加速度,则下列说法正确的是(
2、)A.N端是电源正极B.磁场的磁感应强度大小为0.1TC.滑动变阻器的滑片左移,弹簧的长度变小D.仅使磁场反向,稳定后弹簧的仲长量为0.2cm4、如图所示,一带电塑料小球质量为m,用丝线悬挂于O点,并在竖直平面内摆动,最大摆角为60,水平磁场垂直于小球摆动的平面.当小球自左方摆到最低点时,悬线上的张力恰为零,则小球自右方最大摆角处摆到最低点时,悬线上的张力为( )A.0B.2mgC.4mgD.6mg5、通电导线周围某点的磁感应强度B与导线中电流I成正比、与该点到导线的距离r成反比.如图所示,两根相距为R的平行长直导线,通以大小分别为方向相同的电流.规定磁场方向垂直纸面向里为正,在坐标轴上磁感应
3、强度B随x变化的图线可能是( )A.B.C.D.6、如图所示，两平行金属导轨CD、EF间距为L，与电动势为E的电源相连，质量为m、电阻为R的金属棒ab垂直于导轨放置构成闭合回路，回路平面与水平面成角，回路其余电阻不计。为使ab棒静止，需在空间施加的匀强磁场的磁感强度最小值及其方向分别为（ ）A.，水平向右B.，垂直于回路平面向上C.，竖直向下D.，垂直于回路平面向下7、如图所示,、是竖直平面内三个相同的半圆形光滑轨道,K1、K2、K3分别为三个轨道的最低点,处于匀强磁场中,和分别处于场强大小均为E、方向相反的两个匀强电场中,三个完全相同的带正电小球从轨道最高点自由下滑至第一次到达最低点的过程中
4、,下列说法正确的是( )A.在最低点球a速率最大B.在最低点球b对轨道的压力最大C.球b需要的时间最长D.球c机械能损失最多8、两根固定的相互平行的直导线A和B相距为L,电流方向如图所示.导线C用轻绳悬挂在A、B导线的中间上方，距离为,三根导线中的电流都为I.下列说法正确的是( )A.从上往下看，导线C顺时针转动，同时绳子的张力变小B.从上往下看，导线C逆时针转动，同时绳子的张力变大C.当C转到与A、B平行时，A、B和C单位长度所受的磁场作用力大小之比为D.当C转到与A、B平行时，A、B和C单位长度所受的磁场作用力大小之比为1:1:19、三条在同一平面（纸面）内的长直绝缘导线组成一等边三角形，
5、在导线中通过的电流均为，方向如图所示。a、b和c三点分别位于三角形的三个顶角的平分线上，且到相应顶点的距离相等。将a、b和c处的磁感应强度大小分别记为和，下列说法正确的是（）A.B.C.a和b处磁场方向垂直于纸面向外，c处磁场方向垂直于纸面向里D.a处磁场方向垂直于纸面向外，b和c处磁场方向垂直于纸面向里10、质量为0.06kg、长为0.1m的金属棒MN用两根长度均为1m的绝缘细线悬挂于天花板的顶端,现在在金属棒所在的空间加一竖直向下的磁感应强度大小为0.5T的匀强磁场,当在金属棒中通有恒定的电流后,金属棒能在竖直平面内摆动,当金属棒摆到最高点时,细线与竖直方向的夹角为37,已知一切阻力可忽略
6、不计,g=10m/s2,sin37=0.6,cos37= 0.8。下列说法正确的是()A.金属棒在摆动到最高点的过程中,机械能增加B.金属棒在摆动到最高点的过程中,机械能先增加后减少C.通入金属棒中的电流为9AD.通入金属棒中的电流为4A11、如图所示，水平方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B.其间有水平固定的足够长的粗糙绝缘杆，杆上套有一带电量为-q、质量为m的小环，环内径略大于杆直径小环与杆之间的动摩擦因数为，重力加速度为g，现给小环水平向右的初速度v0，则()A 小环的加速度一定一直减小B 小环可能先做减速运动，再做匀速运动C 小环可能一直做匀速运动D 小环运动过程中最终速度为12
7、、如图所示,将一截面为直三角形的斜面体固定在水平面,上,已知,在空间中有方向垂直纸面向外的匀强磁场,现将分别带等量负电荷、正电荷的滑块甲、乙同时从斜面体两侧由斜面顶端静止释放,已知两滑块的质量相等,不计一切摩擦,则下列说法正确的是( )A.两滑块沿斜面的运动均为匀加速直线运动,且加速度大小关系为B.如果滑块能离开斜面,则两滑块离开斜面时的速度大小关系为C.如果滑块能离开斜面,则两滑块沿斜面运动的时间大小关系为D.如果滑块能离开斜面,则两滑块沿斜面运动的最大位移关系为13、1931年英国物理学家狄拉克曾经预言，自然界应该存在只有一个磁极的磁单极子，其周期磁感线呈均匀辐射状分布，如图所示，现一半径
8、为R的现状圆环其环面的竖直对称轴CD上某处由一固定的磁单S极子，与圆环相交的磁感应根对称轴成角，圆环上各点的磁感应强度B大小相等，忽略空气阻力，下列说法正确的是（ ）A. 若R为一闭合载流I，方向如图的导体圆环，该圆环所受安培力的方向竖直向上，大小为BIRB. 若R为一闭合载流I，方向如图的导体圆环，该圆环所受安培力的方向竖直向下，大小为2BIRsinC. 若R为一如图方向运动的带电小球所形成的轨迹图，则小球带负电D. 若将闭合导体圆环从静止开始释放，环中产生如图反方向感应电流，加速度等于重力加速度14、一个质量m=0.1g的小滑块，带有q=的电荷，放置在倾角的光滑斜面上(斜面绝缘)，斜面置于
9、B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，如图所示小滑块由静止开始沿斜面下滑，其斜面足够长，小滑块滑至某一位置时，要离开斜面问：（1）小滑块带何种电荷？（2）小滑块离开斜面时的瞬时速度多大？（3）该斜面的长度至少多长？15、电流天平可以用来测量匀强磁场的磁感应强度的大小.测量前天平已调至平衡，测量时，在左边托盘中放入质量的砝码，右边托盘中不放破码，将一个质量、匝数、下边长的矩形线圈挂在右边托盘的底部，再将此矩形线圈的下部分放在待测磁场中，如图中所示，线圈的两头连在如图乙所示的电路中，不计连接导线对线圈的作用力，电源电动势，内阻。开关S闭合后，调节可变电阻使天平平衡，此时理想电压表示数，,
10、g取10，求：1.线圈下边所受安培力的大小F，以及线圈中电流的方向；2.矩形线圈的电阻R;3.该匀强磁场的磁感应强度B的大小. 答案以及解析1答案及解析：答案：B解析：通电后,各圈金厲丝中的电流方向相同，相互吸引，弹簧长度变短;弹簧变短后，弹簧的下端离开水银，电路断开，弹簧中没有电流，弹簧长度变长,又与水银接触.又相互吸引，不断重复上述过程，故B正确. 2答案及解析：答案：A解析：由题图可知，穿过a、b两个线圈的磁通量均为,因此磁通量之比为1:1，A项正确. 3答案及解析：答案：A解析：由于,故安培力方向竖直向下,根据受力分析,满足,可得,B错误。根据左手定则,可知棒中电流方向由b指向a,故N
11、端是电源正极,A正确。滑动变阻器的滑片左移,接入电路的电阻减小,电流增大,故形变量变大,弹簧的长度变大,C错误。仅使磁场反向,则,可得,D错误。 4答案及解析：答案：C解析：设小球自左方摆到最低点时速度为v,则,此时,当小球自右方摆到最低点时, v大小不变,洛伦兹力方向发生变化, 得，C正确。 5答案及解析：答案：B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纸面向外,离导线越远磁场越弱,因左边电流是右边的2倍,在两根导线之间距右侧导线处磁感应强度为零.由于规定B的正方向垂直纸面向里,那么在0到区域磁感应强度为正,
12、而在到R区域磁感应强度为负,从R到无穷远处,磁感应强度为正,所以B正确. 6答案及解析：答案：D解析：对导体棒受力分析，如图受重力、支持力和安培力，从图象可以看出，当安培力沿斜面向上时，安培力最小；故安培力的最小值为：。故磁感应强度的最小值为,根据欧姆定律，有,所以,方向垂直于回路平面向下，D正确. 7答案及解析：答案：C解析：比较三个小球在道上从最高点运动到最低点的过程中各力的做功情况，小球a只有重力做正功，小球b的重力做正功、电场力做负功，小球c的重力和电场力均做正功，故在最低点小球c的速率最大、机械能增量最大，选项AD错误;三个小球在最低点的速率大小为vavbvc，分析可知，在最低点处球
13、c对轨道的压力最大，选项B错误;三个小球在沿轨道下滑时，加速度方向始终沿轨道的切线方向，分析可知小球a的加速度等于重力加速度g沿轨道切线方向的分量，小球b除重力加速度g沿轨道切线方向的分量外还有电场力的分力给的一个反方向的加速度，小球c除重力加速度g沿轨道切线方向的分量外还有电场力的分力给的一个同方向的加速度，综合分析可知，除最高点外，在同一高度处，b的加速度最小，即球b下滑到最低点需要的时间最长，选项C正确。 8答案及解析：答案：BD解析：由安培定则可以判断导线C左侧的磁感应强度竖直方向的分量从下往上，右侧的磁感应强度竖直方向的分量从上往下，从而可判断导线C左侧受到垂釭纸面向外的力，右侧受到
14、垂直纸面向里的力，从上往下看，导线C逆时针转动；利用极限法可判断导线C 转动到A、B与平行时受到向下的安培力，所以绳子张力变大，A错误,B正确.转到与A、B平行时，三根导线处于等边三角形的顶点上，三根导线电流方向都足垂直纸面向里，且电流大小都为I,所以A、B和C单位长度受到的磁场作用力大小相等，C错误,D正确. 9答案及解析：答案：AC解析：问题求解：由于三条导线通过电流均为，令其分别为1、2、3，如下图则由右手螺旋定则可知，1、2在a处产生大小相等，方向相反的磁感应强度，即a处磁感应强度由3决定，垂直纸面向外；同理，b处磁感应强度由2决定，垂直纸面向外，磁感应强度大小与a相同；1、2、3在c
15、处产生的磁感应强度均垂直纸面向里，该处磁感应强度大于a、b处，即有。故A、C项正确，B、D项错误。综上所述，本题正确答案为AC。 10答案及解析：答案：AD解析：在金属棒上升过程中,安培力做正功,机械能一直增加,A正确,B错误;金属棒的长度用l表示,细线的长度用R表示,由动能定理知W安-W重=0,即BIlRsin37=mgR(1-cos37),代入数值得I=4A,C错误,D正确。 11答案及解析：答案：BC解析：当时，小环受到的合外力为0，做匀速直线运动，当时，小环做匀速直线运动；当时，小环受到向下的重力小于向上的洛伦兹力，有摩擦阻力，做减速运动，速度减小，洛伦兹力减小，则加速度减小，直到速度
16、为；当时，小环受到向下的重力大于向上的洛伦兹力，做减速运动，且速度减小时，洛伦兹力越小，小环与杆之间的正压力越来越大，所以摩擦阻力也增加，加速度增加，所以，小环此时应该做加速度增加的减速运动直到速度为0，BC正确 12答案及解析：答案：AC解析：两滑块沿着斜面下滑,均受到垂直斜面向上的洛伦兹力,还受重力和支持力,在平行于斜面方向,根据牛顿第二定律,有,故,故越大,加速度越大,故两滑块沿斜面的运动均为匀加速直线运动,且加速度大小关系为,故A正确;滑块离开斜面瞬间,支持力为零,有,得,故越大,离开斜面瞬间的瞬时速度越小,故,故B错误;根据速度一时间公式有,得故,故C正确;根据速度-位移公式有,得,
17、故越大,位移越小,故,故D错误。 13答案及解析：答案：BC解析：把R处的磁感应强度分解为水平分量与竖直分量.竖直方向的磁场对环形电流的安培力为零.导电圆环可以等效为一条直线电流.导线的有效长度等于环的周长.水平磁场对电流的安培力，选项A错误.B正确：小球要想做圆周运动.受到洛伦兹力的一个分力平衡重力.另一个分力充当向心力，洛伦兹力方向应 该斜向上指向CD轴.再根据左手定则.可知小球带负电. 选项C正确；圆环静止释放.根据楞次定律可知圆环的加速度小于g，选项D错误. 14答案及解析：答案：（1）小滑块带负电荷 （2）3.4m/s（3）1.2m解析：(1)小滑块沿斜面下滑过程中，受重力mg、斜面支持力和洛伦兹力F若要小滑块离开斜面，洛伦兹力F方向应垂直斜面向上，根据左手定则可知，小滑块应带有负电荷(2)小滑块沿斜面下滑时，垂直斜面方向的合外力为零，有当时，小滑块开始脱离斜面，此时，得(3)下滑过程中，只有重力做功，由动能定理得： 15答案及解析：答案：1.0.05N;顺时针 2.43.0.5T解析：1.天平平衡，因此有,可得,F的方向竖直向下，根据左手定则可判断出线圈中电流方向为顺时针。2.线圈中电流的大小,根据欧姆定律有，可得.3.矩形线圈下边所受安培力大小，可得。
