1、课时跟踪检测（十九） 探究磁场对电流的作用1磁场中某处磁感应强度的大小，由B可知()AB随IL的乘积的增大而减小BB随F的增大而增大CB与F成正比，与IL成反比DB与F及IL无关，由的比值确定解析：选D磁场中某处的磁感应强度的大小仅由磁场本身决定。B为比值定义，B与F、I、L无关。2关于通电直导线所受安培力F、磁感应强度B和电流I三者方向之间的关系，下列说法中正确的是()AF、B、I三者必保持两两垂直BF必定垂直于B、I，但B不一定垂直于ICB必定垂直于F、I，但F不一定垂直于IDI必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B解析：选B由左手定则知，安培力的方向总是既垂直于磁场方向又垂直于电流方向，即
2、安培力垂直于磁场方向和电流方向所确定的平面，但磁场方向不一定总垂直于电流方向。故选项B正确。3关于电流计以下说法不正确的是()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，而与所处位置无关解析：选C游丝形变产生的阻力力矩与安培力引起的动力力矩平衡时，线圈停止转动，故从转动角度来看二力方向相反。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不同，所以安培力与
3、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。4.如图1，长为2l的直导线折成边长相等，夹角为60的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B，当在该导线中通以电流强度为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力大小为()图1A0B0.5BIlCBIl D2BIl解析：选C方法1：导线有效长度为2lsin 30l，根据安培力公式，该V形通电导线受到的安培力大小为BIl。方法2：由安培力大小公式FIlB知V形导线每边受力为IlB，方向如图所示，其合力大小为2Fsin 30FIlB，C对。5一根容易形变的弹性导线，两端固定。导线中通有电流，方向如图中箭头所示。
4、当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是()解析：选D匀强磁场竖直向上与导线平行，导线受到的安培力为零，A错；匀强磁场水平向右，根据左手定则可知导线受到安培力向里，B错；匀强磁场垂直纸面向外，由左手定则可知导线受到安培力水平向右，C错、D对。6.如图2所示，A为一水平旋转的橡胶盘，带有大量均匀分布的负电荷，在圆盘正上方水平放置一通电直导线，电流方向如图所示。当圆盘高速绕中心轴OO转动时，通电直导线所受磁场力的方向是()图2A竖直向上 B竖直向下C水平向里 D水平向外解析：选C从上往下看，带负电荷的橡胶盘顺时针转
5、动，形成逆时针方向的电流，由安培定则得圆盘转动产生的磁场竖直向上，再由左手定则判断得通电直导线所受磁场力水平向里。7一根长为0.2 m、电流为2 A的通电导线，放在磁感应强度为0.5 T的匀强磁场中，受到的安培力大小不可能是()A0.4 N B0.2 NC0.1 N D0解析：选A由安培力的公式FIlBsin 可知，安培力的大小与I和B的夹角有关。当90时，F最大，FmaxIlB20.20.5 N0.2 N。当0时，F最小，Fmin0，故F的大小范围是0F0.2 N，故B、C、D可能，A不可能。8. (多选)质量为m的通电导体棒ab置于倾角为的导轨上，导轨的宽度为d，导体棒ab与导轨间的动摩擦
6、因数为。有电流时，ab恰好在导轨上静止，如图3所示。图中的四个侧视图中，标出了四种可能的匀强磁场方向，其中导体棒ab与导轨之间的摩擦力可能为零的图是()图3解析：选AB选项A中，当mgsin BIdcos 时，通电导体棒受到重力、安培力、导轨的弹力作用处于静止状态，如图甲所示，所以导体棒与导轨间的摩擦力为零。当安培力变大或变小时，导体棒有上滑或下滑的趋势，于是有静摩擦力产生。选项B中，当mgBId时，通电导体棒受到重力、安培力作用处于静止状态，如图乙所示，所以导体棒与导轨间的摩擦力为零。当安培力减小时，细杆受到导轨的弹力和沿导轨向上的静摩擦力，也可能处于静止状态。选项C和D中，通电导体棒受重力
7、、安培力、导轨弹力作用具有下滑趋势，故一定受到沿导轨向上的静摩擦力，如图丙和丁所示，所以导体棒与导轨间的摩擦力一定不为零。9. (多选)如图4所示的装置可演示磁场对通电导线的作用。电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨，L是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆。当磁铁线圈两端a、b，导轨两端e、f，分别接到两个不同的直流电源上时，L便在导轨上滑动。下列说法正确的是()图4A若a接正极，b接负极，e接正极，f接负极，则L向右滑动B若a接正极，b接负极，e接负极，f接正极，则L向右滑动C若a接负极，b接正极，e接正极，f接负极，则L向左滑动D若a接负极，b接正极，e接负极，f接正极，则L向
8、左滑动解析：选BD若a接正极，b接负极，则电磁铁磁极间磁场方向向上，若e接正极，f接负极时，由左手定则可知，金属杆所受安培力向左，则L向左滑动，选项A错误；同理可判定选项B、D正确，C错误。10.如图5所示的天平(电流天平)可用来测定磁感应强度，天平的右臂下面挂一个矩形线圈，宽为L，共N匝，线圈的下部悬挂在匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面。当线圈中通有电流I(方向如图)时，在天平两边加上质量分别为m1、m2的砝码，天平处于平衡状态；当电流反向(大小不变)时，右边再加上质量为m的砝码后，天平重新处于平衡状态。由此可知()图5A磁感应强度的方向垂直于纸面向里，大小为B磁感应强度的方向垂直于纸面向里，
9、大小为C磁感应强度的方向垂直于纸面向外，大小为D磁感应强度的方向垂直于纸面向外，大小为解析：选B由题意可知，当电流方向反向时，右边再加砝码后天平才能重新平衡。由此可知，电流反向后，安培力方向由向下变为向上，大小不变，所以磁场方向是垂直于纸面向里的。根据天平的平衡原理，有m1gm2gNBILG矩，m1gm2gmgNBILG矩解得mg2NBIL，故B。11.如图6所示，在一个范围足够大、磁感应强度B0.40 T的水平匀强磁场中，用绝缘细线将金属棒吊起使其呈水平静止状态，且金属棒与磁场方向垂直。已知金属棒长l0.20 m，质量m0.020 kg，g取10 m/s2。图6(1)若棒中通有I2.0 A的
10、向左的电流，求此时金属棒受到的安培力F的大小。(2)改变通过金属棒的电流大小，若细线拉力恰好为零，求此时棒中通有电流的大小。解析：(1)此时金属棒受到的安培力大小F1BIl0.16 N。(2)悬线拉力恰好为零，金属棒沿竖直方向受重力和安培力由金属棒静止可知安培力F2mg所以此时金属棒中的电流I2.5 A。答案：(1)0.16 N(2)2.5 A12.如图7所示，在倾角为的光滑斜面上，放置一通有电流为I，长为l，质量为m的导体棒，重力加速度为g，试问：图7(1)欲使棒静止在斜面上，外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值和方向。(2)欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力，则外加磁场的磁感应强度B的大小和方
11、向。(3)分析棒有可能静止在斜面上且要求B垂直于I，求应加外磁场磁感应强度B的方向范围。解析：(1)由于棒在斜面上处于静止状态，故受力平衡。棒共受三个力的作用：重力大小为mg，方向竖直向下；弹力垂直于斜面向上，大小随安培力的变化而变化；安培力始终与磁场方向及电流方向垂直，大小随方向不同而变。但由平衡条件知：斜面弹力与安培力的合力必与重力mg等大、反向，故当安培力方向与弹力方向垂直即沿斜面向上时，安培力最小Fminmgsin ，所以B，由左手定则知：B的方向应垂直斜面向上。(2)棒静止在斜面上，又对斜面无压力，则棒只受两个力作用，即竖直向下的重力mg和安培力F的作用，由平衡条件知Fmg，且安培力F竖直向上，所以有BIlmg，故B，由左手定则知B的方向水平向左。(3)此问讨论的只是问题的可能性，并没有具体研究满足平衡的定量关系。为讨论问题方便，建立如图所示的直角坐标系。欲使棒有可能平衡，安培力F的方向需限定在图上F1和F2之间。由图不难看出，F的方向应包括F2的方向，但不能包括F1的方向，根据左手定则判知，B与x的夹角应满足。答案：(1)方向垂直斜面向上(2)方向水平向左(3)B与水平向右方向的夹角应满足