1、第1讲磁场的描述磁场对电流的作用A组20142015年模拟基础题组时间:30分钟分值:40分一、选择题(每题6分,共30分)1.(2015广东揭阳一中、潮州金山中学联考)图中PQ、MN为光滑金属导轨,ab为金属棒,与电源组成闭合电路,该装置在竖直平面内。为使ab静止,可将该装置放在匀强磁场中,其磁场方向应是() A.竖直向上 B.竖直向下C.垂直于纸面向外D.垂直于纸面向内2.(2015北京四中模拟)如图所示,A、B、C是等边三角形的三个顶点,O是A、B连线的中点,以O为坐标原点,A、B连线为x轴,O、C连线为y轴,建立坐标系。过A、B、C、O四个点各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小
2、相等、方向向里的电流。则过O点的通电直导线所受安培力的方向为()A.沿y轴正方向B.沿y轴负方向C.沿x轴正方向D.沿x轴负方向3.(2014广东深圳南山期末)指南针是我国古代四大发明之一。当指南针上方有一条水平放置的通电导线时,其N极指向变为如图实线小磁针所示。则对该导线电流的以下判断正确的是()A.可能东西放置,通有由东向西的电流B.可能东西放置,通有由西向东的电流C.可能南北放置,通有由北向南的电流D.可能南北放置,通有由南向北的电流4.(2014江西重点中学联考)四根相互平行的通电长直导线a、b、c、d电流均为I,如图所示放在正方形的四个顶点上,每根通电直导线单独存在时,正方形中心O点
3、的磁感应强度大小都是B,则四根通电直导线同时存在时O点的磁感应强度的大小和方向为()A.2B,方向向左B.2B,方向向下C.2B,方向向右D.2B,方向向上5.(2014江苏淮安楚州中学阶段测试)如图所示,在倾角为的光滑斜面上,垂直纸面放置一根长为L、质量为m的直导体棒。当导体棒中的恒定电流I垂直于纸面向里时,欲使导体棒静止在斜面上,可将导体棒置于匀强磁场中,当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向在纸面内由竖直向上逆时针转至水平向左的过程中,关于B的大小的变化,正确的是()A.逐渐增大 B.逐渐减小C.先增大后减小D.先减小后增大二、非选择题(共10分)6.(2015皖南八校联考)如图所示,PQ和
4、EF为水平放置的平行金属导轨,间距为l=1.0 m,导体棒ab跨放在导轨上,棒的质量为m=20 g,棒的中点用细绳经轻滑轮与物体c相连,物体c的质量M=30 g。在垂直导轨平面方向存在磁感应强度B=0.2 T的匀强磁场,磁场方向竖直向上,重力加速度g取10 m/s2。若导轨是粗糙的,且导体棒与导轨间的最大静摩擦力为导体棒ab重力的0.5倍,若要保持物体c静止不动,应该在棒中通入多大的电流?电流的方向如何?B组20142015年模拟提升题组时间:30分钟分值:35分一、选择题(每题6分,共24分)1.(2015湖北武汉部分重点中学第一次联考)关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力,下列说法正确的
5、是()A.安培力的方向可以不垂直于直导线B.安培力的方向总是垂直于磁场的方向C.将通电直导线从中点折成直角,安培力的大小一定变为原来的倍D.安培力是洛伦兹力的宏观表现,所以安培力永不做功2.(2015广东十校第一次联考)如图所示,磁场方向竖直向下,通电直导线ab由水平位置1绕a点在竖直平面内转到位置2,通电导线所受安培力()A.数值变大,方向不变B.数值变小,方向不变C.数值不变,方向改变D.数值、方向均改变3.(2015河北石家庄五校联合体摸底)如图所示,长为L的通电直导体棒放在光滑水平绝缘导轨上,劲度系数为k的水平轻弹簧一端固定,另一端拴在棒的中点,且与棒垂直,整个装置处于方向竖直向上、磁
6、感应强度为B的匀强磁场中,弹簧伸长x,棒处于静止状态。则()A.导体棒中的电流方向从b流向aB.导体棒中的电流大小为C.若只将磁场方向缓慢顺时针转过一小角度,x变大D.若只将磁场方向缓慢逆时针转过一小角度,x变大4.(2014河北五校联盟调研)(多选)电磁轨道炮工作原理如图所示。待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动,并与轨道保持良好接触。电流I从一条轨道流入,通过导电弹体后从另一条轨道流回。轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场(可视为匀强磁场),磁感应强度的大小与I成正比。通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出。现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍,理论上可采用的办法是()A.只将轨
7、道长度L变为原来的2倍B.只将电流I增加至原来的2倍C.只将弹体质量减至原来的一半D.将弹体质量减至原来的一半,轨道长度L变为原来的2倍,其他量不变二、非选择题(共11分)5.(2014浙江温州中学期中)如图所示,PQ和RS为水平、平行放置的金属导轨,相距1 m,导体棒ab跨放在导轨上,棒的质量为m=0.2 kg,棒的中点用细绳经滑轮与物体相连,物体的质量为M=0.3 kg,棒与导轨的动摩擦因数为=0.5,匀强磁场的磁感应强度B= 2 T,方向竖直向下,为了使物体匀速上升,应在棒中通入多大的电流?方向如何?(g=10 m/s2)第1讲磁场的描述磁场对电流的作用A组20142015年模拟基础题组
8、一、选择题1.D要使ab棒静止,则在竖直方向上ab棒受到的安培力必须和重力等大反向,即安培力方向向上,由于ab棒中电流方向从左向右,所以根据左手定则可得磁场方向垂直纸面向里,D正确。2.A由安培定则可知A、B、C处三条长直导线在O点处产生的合磁感应强度方向水平向左,再由左手定则可判断O点的通电导线受到的安培力沿y轴正方向,故A正确。3.C若导线东西放置,通有由东向西的电流,根据安培定则可知,小磁针所在处合磁场方向将在南北方向上,其不会出现图示情况,故A错误。若导线东西放置,通有由西向东的电流,根据安培定则可知,小磁针N极不偏转,故B错误。若导线南北放置,通有由北向南的电流时,根据安培定则可知,
9、小磁针N极将顺时针偏转,可转向图中实线所示位置,故C正确。若导线南北放置,通有由南向北的电流,根据安培定则可知,小磁针N极将逆时针偏转,指向西北方,故D错误。4.A根据安培定则,知a、c电流在O处的磁感应强度大小相同,方向都沿bd方向,矢量和为2B,同理b、d电流在O处的磁感应强度大小相等,方向都沿ca方向,矢量和为2B,则磁感应强度叠加后大小为2B,方向向左,A正确。5.D对导体棒受力分析,受重力G、支持力FN和安培力FA,三力平衡,合力为零,将支持力FN和安培力FA合成,合力与重力相平衡,如图所示。从图中可以看出,当磁场变化时,安培力FA先减小后增大,由于FA=BIL,且其中电流I和导体棒
10、的长度L均不变,故磁感应强度先减小后增大,故本题选D。二、非选择题6.答案1.0 AI2.0 A由a到b解析因导轨粗糙,设棒和导轨之间的最大静摩擦力为Ff。若BIlMg,则静摩擦力的方向与细绳的拉力方向相同,设此时电流为I1,即有BI1l-MgFf=0.5mg,解得I1=2.0 A;若BIlMg,则静摩擦力的方向与细绳的拉力方向相反,设此时电流为I2,即有Mg-BI2lFf=0.5mg,解得I2=1.0 A。即ab棒中的电流为1.0 AI2.0 A。根据左手定则判断,棒中的电流方向应该由a到b。B组20142015年模拟提升题组一、选择题1.B根据左手定则可知,安培力方向与磁场和电流组成的平面
11、垂直,即与电流和磁场方向都垂直,故A错误,B正确;将直导线在平行于磁场方向的平面内从中点折成直角,安培力的大小一定变为;将直导线在垂直于磁场方向的平面内从中点折成直角,安培力的大小一定变为原来的倍,故C错误;安培力的方向可以与通电导体的运动方向相同,即安培力可以对通电导体做功,故D错误。2.B安培力F=BIL sin ,因通电直导线由水平位置1绕a点在竖直平面内转到位置2,通电直导线和磁场的夹角减小,所以安培力大小变小,根据左手定则知安培力方向不变,选项B对。3.B由于弹簧伸长,则安培力方向水平向右,由左手定则可得,导体棒中的电流方向从a流向b,故A错误;由于弹簧伸长量为x,可得kx=BIL,
12、则有I=,故B正确;若只将磁场方向缓慢顺时针转过一小角度,则水平向右方向安培力也顺时针转动一小角度,根据力的分解与平衡可得,弹力变小,导致x变小,故C错误;若只将磁场方向缓慢逆时针转过一小角度,则水平向右方向安培力也逆时针转动一小角度,根据力的分解与平衡可得,弹力变小,导致x变小,故D错误。4.BD磁感应强度B=kI,对弹体应用动能定理:F安L=mv2-0,解得v=(d为轨道宽度),欲使v增加至原来的2倍,由上式可知,可以使I增加至原来的2倍,B正确,也可以使m减为原来的一半,同时L变为原来的2倍,故D正确。二、非选择题5.答案2 A方向:ab答案导体棒ab受力如图所示,由平衡条件有:F-Ff-FT=0又Ff=FN,F=BIL,FT=Mg联立并代入数据得I=2 A,由左手定则知电流方向由a到b。