1、第23讲磁场的描述磁场对电流的作用1在磁场中的同一位置放置一根直导线，导线的方向和磁场的方向垂直先后在导线中通入不同的电流，导线所受的力也不一样图K231表现的是导线所受力F与通过导线的电流I的关系，a、b各代表一组F、I数据其中正确的是()A BC D图K23122012福州八中质检在赤道上某处有一支避雷针当带有负电的乌云经过避雷针上方时，避雷针开始放电形成瞬间电流，则地磁场对避雷针的作用力的方向为()A正东B正西C正南 D正北32012石家庄一模在实验精度要求不高的情况下，可利用罗盘来测量电流产生的磁场的磁感应强度，具体做法是：在一根南北方向放置的直导线的正下方10 cm处放一个罗盘导线没
2、有通电时罗盘的指针(小磁针的N极)指向北方；当给导线通入电流时，发现罗盘的指针偏转一定角度，根据偏转角度即可测定电流产生的磁场的磁感应强度现已测出此地的地磁场水平分量B5.0105 T，通电后罗盘指针停在北偏东60的位置，如图K232所示由此测出该通电直导线在其正下方10 cm处产生磁场的磁感应强度大小为()图K232A5.010 5 T B1.0104 TC8.66105 T D7.07l05 T42012扬州中学质检一段长0.2 m，通过2.5 A电流的直导线，关于在磁感应强度为B的匀强磁场中所受安培力F的情况，正确的是()A如果B2 T，F一定是1 NB如果F0，B也一定为零C如果B4
3、T，F有可能是1 ND如果F有最大值时，通电导线一定与磁场方向平行52012温州八校联考如图K233所示，金属棒ab质量为m，用两根相同轻弹簧吊放在垂直纸面向里的匀强磁场中弹簧的劲度系数为k.金属棒ab中通有稳恒电流，并处于平衡状态，此时弹簧的弹力恰好为零若电流大小不变而方向相反，则()图K233A每根弹簧弹力的大小为mg，弹簧形变量为B每根弹簧弹力的大小为mg，弹簧形变量为C每根弹簧弹力的大小为2mg，弹簧形变量为D每根弹簧弹力的大小为2mg，弹簧形变量为62012黄冈期末如图K234所示，在光滑水平面上用轻质弹簧将挡板和条形磁铁连接起来，此时磁铁对水平面的压力为N1，现在磁铁左上方位置固定
4、一导体棒，当导体棒中通以垂直纸面向里的电流后，磁铁对水平面的压力为N2，则以下说法正确的是()图K234A弹簧长度将变长，N1N2B弹簧长度将变长，N1N2C弹簧长度将变短，N1N2D弹簧长度将变短，N1N272012衡水中学调研如图K235所示，平行于纸面水平向右的匀强磁场，磁感应强度B11 T位于纸面内的细直导线，长L1 m，通有I1 A的恒定电流当导线与B1成60夹角时，发现其受到的安培力为零，则该区域同时存在的另一匀强磁场的磁感应强度B2不可能是()图K235A. T B. TC1 T D. T82012苏北四市调研如图K236所示，在竖直向下的匀强磁场中有两根竖直放置的平行粗糙导图K
5、236轨CD、EF，导轨上放有一金属棒MN.现从t0时刻起，给金属棒通以图示方向的电流且大小与时间成正比，即Ikt，其中k为常量，金属棒与导轨始终垂直且接触良好图K237关于金属棒的速度v、加速度a随时间t变化的关系图象，其中可能正确的是()ABCD图K2379电磁炮的基本原理如图K238所示，把待发射的炮弹(导体)放置在匀强磁场中的两条平行导轨(导轨与水平方向成角)上，磁场方向和导轨平面垂直若给导轨通入很大的稳恒电流I，使炮弹作为一个载流导体在磁场的作用下沿导轨做加速运动，以某一速度发射出去已知匀强磁场的磁感应强度为B，两条导轨间的距离为L，磁场中导轨的长度为s，炮弹的质量为m，炮弹和导轨间
6、摩擦力不计试问：在导轨与水平方向夹角一定时，要想提高炮弹发射时的速度v0，从设计角度看可以怎么办？图K238102012海淀期末如图K239甲所示，在水平地面上固定一对与水平面倾角为的光滑平行导电轨道，轨道间的距离为l，两轨道底端的连线与轨道垂直，顶端接有电源将一根质量为m的直导体棒ab放在两轨道上，且与两轨道垂直已知轨道和导体棒的电阻及电源的内阻均不能忽略，通过导体棒的恒定电流大小为I，方向由a到b，图乙为图甲沿ab方向观察的平面图若重力加速度为g，在轨道所在空间加一竖直向上的匀强磁场，使导体棒在轨道上保持静止图K239(1)请在图乙所示的平面图中画出导体棒受力的示意图；(2)求出磁场对导体
7、棒的安培力的大小；(3)如果改变导轨所在空间的磁场方向，试确定使导体棒在轨道上保持静止的匀强磁场的磁感应强度B的最小值及此时的方向1C解析 安培力FBIL，当B、L确定时，F与I成正比，选项C正确. 2B解析 避雷针上产生的瞬间电流方向竖直向上，地磁场的方向从南指向北，根据左手定则，地磁场对避雷针的作用力的方向为正西，答案为B.3C解析 根据磁场叠加，通电直导线在其正下方产生的磁场的磁感应强度B1B2tan608.66105T.4C解析 当通电直导线与磁场方向垂直时，安培力最大，为FmaxBIl，当通电直导线与磁场方向平行时，安培力最小，为Fmin0，其他情况下0FBIl，据此可知，只有选项C
8、正确5A解析 电流方向改变前，对金属棒，由平衡条件得，金属棒受到的安培力竖直向上，且F1mg；电流方向改变后，棒受到的安培力竖直向下，且F2mg，对棒由平衡条件得，每根弹簧弹力的大小等于mg，形变量为，A正确6C解析 画出导体棒所在处的磁感线，用左手定则可判断出条形磁铁对导体棒的安培力斜向右下，由牛顿第三定律可知，导体棒对条形磁铁的安培力斜向左上，根据磁铁在水平方向上的平衡条件可知，弹簧对磁铁施加的弹力水平向右，弹簧被压缩，所以弹簧长度将变短，再根据竖直方向上的平衡条件可知，水平面对磁铁的支持力变小，N1N2，选项C正确7A解析 当导线与B1成60夹角时，发现其受到的安培力为零，说明该区域同时
9、存在的另一匀强磁场，并且B2与B1合成后沿导线方向，根据矢量合成的三角形定则，可知B2B1sin60 T，所以B2不可能的值为T，选项A错误，选项B、C、D正确8D解析 对金属棒，由牛顿第二定律，有mgBLktma，则ag，C错误，D正确；当mgBLkt，加速度向下，棒做加速度减小的加速运动，当mgBLkt，加速度向上，做加速度增大的减速运动，A、B错误9增大B、I、L、s都可以提高炮弹的发射速度解析 当通入电流I时，炮弹受到的磁场力FBIL发射过程中磁场力做功WBFs发射过程中重力做功WGmgssin由动能定理得：WBWGmv联立解得v0从上式可以看出，当炮弹质量和导轨倾角一定时，从理论上讲，增大B、I、L、s都可以提高炮弹的发射速度10(1)如图所示(2)mgtan(3)略解析 受力分析如图所示由平衡条件，磁场对导体棒的安培力Fmgtan.当安培力方向平行轨道斜向上时，安培力最小，磁感应强度最小由平衡条件，最小安培力Fminmgsin，即BminILmgsin，则最小的磁感应强度Bmin，由左手定则，则磁感应强度方向垂直导轨向上