1、(时间：60分钟)知识点一安培力的大小和方向1一根容易形变的弹性导线，两端固定，导线中通有电流，方向如下图中箭头所示当没有磁场时，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A图中I与B平行应不受安培力，故A错误，由左手定则知B、C错误，D正确答案D2将长度为20 cm，通有0.1 A电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场方向如图6112所示已知磁感应强度为1 T，试求出下列各图中导线所受安培力的大小图6112解析由安培力的计算公式得：甲图中因导线与磁感线平行，所以安培力为零；乙图中安培力的大小FBIL0.10.21
2、N0.02 N；丙图中安培力的大小FBIL0.02 N.答案00.02 N0.02 N图61133通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，电流方向如图6113所示， ab边与MN平行关于MN的磁场对线框的作用，下列叙述正确的是()A线框有两条边所受的安培力方向相同B线框有两条边所受的安培力大小相同C线框所受安培力的合力向左D线框将绕MN转动解析通电矩形线框abcd在无限长直通电导线形成的磁场中，受到磁场力的作用，对于ad边和bc边，所在的磁场相同，但电流方向相反，所以ad边、bc边受磁场力(安培力)大小相同，方向相反，即ad边和bc边受合力为零而对于ab和cd两条边，由于在磁
3、场中，离长直导线的位置不同，ab边近而且由左手定则判断受力向左，cd边远而且由左手定则判断受力向右，所以ab边、cd边受合力方向向左，故B、C选项正确答案BC知识点二安培力作用下导体的运动与平衡图611441982年澳大利亚国立大学制成了能把2.2 g的弹体(包括金属杆EF的质量)加速到10 km/s的电磁炮(常规炮弹的速度约为2 km/s)如图6114所示，若轨道宽为2 m，长为100 m，通过的电流为10 A，试问轨道间所加匀强磁场的磁感应强度和磁场的最大功率有多大(轨道摩擦不计)?解析由运动学公式求出加速度a，由牛顿第二定律和安培力公式联立求出B.据2axvv得炮弹的加速度大小为a m/
4、s25105 m/s2.据牛顿第二定律Fma得炮弹所受的安培力Fma2.21035105 N1.1103 N，而FBIL，所以B T55 T.据PFv得，PmaxFv1.110310103 W1.1107 W.答案55 T1.1107 W图61155如图6115所示，挂在天平底部的矩形线圈abcd的一部分悬在匀强磁场中，当给矩形线圈通入如图所示的电流I时，调节两盘中的砝码，使天平平衡然后使电流I反向，这时要在天平的左盘上加质量为2102 kg的砝码，才能使天平重新平衡求磁场对bc边作用力的大小若已知矩形线圈共10匝，通入的电流I0.1 A，bc边长度为10 cm，求该磁场的磁感应强度(g取10
5、 m/s2)解析根据FBIL可知，电流反向前后，磁场对bc边的作用力大小相等，设为F，但由左手定则可知它们的方向是相反的电流反向前，磁场对bc边的作用力向上，电流反向后，磁场对bc边的作用力向下因而有2F210210 N0.2 N，所以F0.1 N，即磁场对bc边的作用力大小是0.1 N因为磁场对电流的作用力FNBIL，故B T1 T.答案0.1 N1 T图61166质量为m的导体棒MN静止于宽度为L的水平导轨上，通过MN的电流为I，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与导轨平面成角斜向下，如图6116所示，求MN所受的支持力和摩擦力的大小解析导体棒MN处于平衡状态，注意题中磁场方向与MN是垂直的，
6、作出其侧视图，对MN进行受力分析，如图所示由平衡条件有：fFsin ，NFcos mg，其中FBIL解得：NBILcos mg，fBILsin .答案BILcos Bmg ILsin 7如图6117所示电路中，电池均相同，当电键S分别置于a、b两处时，导致MM与NN之间的安培力的大小分别为fa、fb，可判断这两段导线()图6117A相互吸引，fafb B相互排斥，fafbC相互吸引，fafb D相互排斥，fafb解析电键S闭合后，MM、NN中产生平行反向电流，据安培定则和左手定则可知，两导线相互排斥，A、C错电键S置于b处时，两段导线中的电流较大，导线产生较强的磁场，对另一导线产生较大的安培斥
7、力，即fafb，故B错、D对答案D图61188如图6118所示，在磁感应强度B1 T的匀强磁场中，用两根细线悬挂长L10 cm、质量m5 g的金属杆在金属杆中通以稳恒电流，使悬线受的拉力为零(1)求金属杆中电流的大小和方向；(2)若每根悬线所受的拉力为0.1 N，求金属杆中的电流的大小和方向(g10 m/s2)解析(1)因为悬线受的拉力为零，所受安培力方向向上F安BILmg，解得：I0.5 A，方向水平向右(2)金属导线在重力mg、悬线拉力2F和安培力BIL的作用下平衡，所以有：mgBIL2F，解得：I1.5 A，方向水平向左答案(1)0.5 A，方向水平向右(2)1.5 A，方向水平向左9如
8、图6119所示，一劲度系数为k的轻质弹簧，下端挂有一匝数为n的矩形线框abcd，bc边长为l，线框的下半部处在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与线框平面垂直，在图中垂直于纸面向里，线框中通以电流I，方向如图所示，开始时线框处于平衡状态现令磁场反向，磁感应强度的大小仍为B，线框达到新的平衡，在此过程中线框位移的大小x为多少？方向如何？图6119解析两种情况下安培力方向相反，大小均为F安nBIl，则弹簧弹力的改变量为Fkx2nBIl，所以x.开始时安培力向上，后来安培力向下，所以线框位移方向向下答案方向向下图612010如图6120所示，水平放置的两导轨P、Q间的距离L0.5 m，垂直于导轨平面的竖直向上的匀强磁场的磁感应强度B2 T，垂直于导轨放置的ab棒的质量m1 kg，系在ab棒中点的水平绳跨过定滑轮与重量G3 N的物块相连已知ab棒与导轨间的动摩擦因数0.2，电源的电动势E10 V、内阻r0.1 ，导轨的电阻及ab棒的电阻均不计要想ab棒处于静止状态，电阻R应在哪个范围内取值？(g取10 m/s2)解析依据物体的平衡条件可得，ab棒恰不右滑时：GmgBI1L0.ab棒恰不左滑时：BI2LGmg0.依据闭合电路欧姆定律可得：EI1(R1r)，EI2(R2r)由以上各式代入数据可解得：R19.9 ，R21.9 .所以R的取值范围为：1.9 R9.9 .答案1.9 R9.9
