磁場及其對電流的作用[雙基鞏固練]1．如圖所示，四邊形的通電閉合線框abcd處在垂直線框平面的勻強磁場中，它受到磁場力的合力()A．豎直向上B．方向垂直于ad斜向上C．方向垂直于bc斜向上D．為零2．教學中常用如圖甲所示的裝置演示通電導體在磁場中受力的情況．現(xiàn)將圖中的蹄形磁鐵改用圖乙所示的電磁鐵代替，則合上開關時，以下判斷正確的是()A．電磁鐵上端為N極，下端為S極，導體棒ab向左運動B．電磁鐵上端為N極，下端為S極，導體棒ab向右運動C．電磁鐵上端為S極，下端為N極，導體棒ab向右運動D．電磁鐵上端為S極，下端為N極，導體棒ab向左運動3．半徑為R的環(huán)形金屬圓線圈位于水平面上，共有n匝，處于某一勻強磁場中，如圖所示，圖中虛線與圓線圈的中軸線重合，虛線左側區(qū)域充滿磁場(圓線圈的一半在磁場內(nèi))，磁場的磁感應強度大小為B，方向垂直于水平面向下．當線圈中通以大小為I的電流時，線圈受到的安培力的大小為()A．nBIRB．πnBIRC．2πnBIRD．2nBIR4．[2021·遼寧沈陽一模]如圖所示，ACE是半圓弧，O為圓心，∠COD＝37°，A、C、D處各有一垂直紙面的通電直導線，電流大小均為I，長度均為L，A和D處通電直導線的電流方向垂直紙面向外，C處通電直導線的電流方向垂直紙面向里，三根通電直導線在O點處產(chǎn)生的磁感應強度大小均為B，則O處的磁感應強度大小為()A.eq\r(5)BB．2BC.eq\f(\r(5),5)BD．05．[中考真題試卷·青島檢測]一通電直導體棒用兩根絕緣輕質(zhì)細線懸掛在天花板上，靜止在水平位置(如正面圖)．現(xiàn)在通電導體棒所處位置加上勻強磁場，使導體棒能夠靜止在偏離豎直方向θ角(如側面圖)的位置．如果所加磁場的強弱不同，則磁場方向的范圍是(以下選項中各圖均是在側面圖的平面內(nèi)畫出的，磁感應強度的大小未按比例畫)()6．[中考真題試卷·四川遂寧三診]三條在同一平面(紙面)內(nèi)的長直絕緣導線組成一等邊三角形，在三條導線中通過的電流均為I，方向如圖所示．a(chǎn)、b和c三點分別位于三角形的三個頂角的角平分線上，且到相應頂點的距離相等．將a、b和c處的磁感應強度大小分別記為B1、B2和B3，下列說法正確的是()A．B1＝B2<B3B．B1＝B2＝B3C．a(chǎn)處和c處磁場方向垂直于紙面向外，b處磁場方向垂直于紙面向里D．a(chǎn)處磁場方向垂直于紙面向外，b處和c處磁場方向垂直于紙面向里7．[中考真題試卷·河南名校聯(lián)盟聯(lián)考]一個半徑為R的均勻導電金屬圓環(huán)放置在粗糙的水平絕緣桌面上，現(xiàn)加上一方向豎直向上、磁感應強度為B的勻強磁場，如圖所示(俯視圖)．將金屬圓環(huán)接入電路中，干路電流為I，接入點a、b是圓環(huán)直徑上的兩個端點．金屬圓環(huán)始終處于靜止狀態(tài)，則()A．當電流為I時，金屬圓環(huán)上半部分受到的安培力大小為πBIRB．當電流為I時，金屬圓環(huán)受到的安培力大小為BIRC．增大干路電流，金屬圓環(huán)對桌面的壓力增大D．增大干路電流，金屬圓環(huán)對桌面的摩擦力增大8．[中考真題試卷·重慶南開中學4月月考]如圖所示，MN、PQ為水平放置的平行導軌，靜止的導體棒ab垂直放置在導軌上并通以從b到a的恒定電流，導體棒與導軌間的動摩擦因數(shù)μ＝eq\f(\r(3),3)(假設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)．在豎直平面內(nèi)加與導體棒ab垂直的勻強磁場，發(fā)現(xiàn)無論磁場的磁感應強度多大都不能使導體棒運動，則磁場的方向與軌道平面的夾角最大為()A．30°B．45°C．60°D．90°9．[中考真題試卷·四川涼山二測]如圖所示，長為d、質(zhì)量為m的導體棒ab，置于傾角為θ的光滑斜面上．導體棒與斜面的水平底邊始終平行．已知導體棒中電流方向從a到b，大小為I，重力加速度為g.若勻強磁場的大小、方向都可以改變，要使導體棒能靜止在斜面上，則磁感應強度的最小值和對應的方向是()A.eq\f(mgsinθ,Id)，方向垂直于斜面向下B.eq\f(mgsinθ,Id)，方向垂直于斜面向上C.eq\f(mgtanθ,Id)，方向豎直向上D.eq\f(mgtanθ,Id)，方向豎直向下[綜合提升練]10．如圖所示，在水平絕緣桿上用兩條等長的平行絕緣絲線懸掛一質(zhì)量為m的通電導體棒．將導體棒放置在U形磁鐵的磁場中，由于安培力的作用，當兩條絲線與豎直方向均成30°角時，導體棒處于平衡狀態(tài)．若重力加速度為g，則關于導體棒在平衡狀態(tài)時的說法正確的是()A．導體棒所在處的磁感應強度處處相等B．導體棒受到的安培力大小一定是eq\f(1,2)mgC．每條絲線對導體棒的拉力大小一定是eq\f(\r(3),3)mgD．導體棒受到的安培力與拉力的合力大小一定是mg11．(多選)實驗室經(jīng)常使用的電流表是磁電式電流表，這種電流表的構造如圖甲所示，蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻輻向分布的．若線圈中通以如圖乙所示的電流，則下列說法中正確的是()A．在量程內(nèi)指針轉至任一角度，線圈平面都跟磁感線平行B．線圈轉動時，螺旋彈簧被扭動，阻礙線圈轉動C．當線圈在如圖乙所示的位置時，b端受到的安培力方向向上D．當線圈在如圖乙所示的位置時，安培力的作用使線圈沿順時針方向轉動12．(多選)某同學自制的簡易電動機示意圖如圖所示．矩形線圈由一根漆包線繞制而成，漆包線的兩端分別從線圈的一組對邊的中間位置引出，并作為線圈的轉軸．將線圈架在兩個金屬支架之間，線圈平面位于豎直面內(nèi)，永磁鐵置于線圈下方．為了使電池與兩金屬支架連接后線圈能連續(xù)轉動起來，該同學應將()A．左、右轉軸下側的絕緣漆都刮掉B．左、右轉軸上下兩側的絕緣漆都刮掉C．左轉軸上側的絕緣漆刮掉，右轉軸下側的絕緣漆刮掉D．左轉軸上下兩側的絕緣漆都刮掉，右轉軸下側的絕緣漆刮掉13．(多選)如圖所示，光滑的金屬軌道分水平段和圓弧段兩部分，O點為圓弧的圓心．兩金屬軌道之間的寬度為0.5m，勻強磁場方向如圖所示，大小為0.5T，質(zhì)量為0.05kg、長為0.5m的金屬細桿置于金屬軌道上的M點，當在金屬細桿內(nèi)通以電流強度為2A的恒定電流時，金屬細桿可以沿軌道向右由靜止開始運動．已知N、P為導軌上的兩點，ON豎直、OP水平，且eq\x\to(MN)＝eq\x\to(OP)＝1m，g取10m/s2，則()A．金屬細桿開始運動時的加速度大小為10m/s2B．金屬細桿運動到P點時的速度大小為5m/sC．金屬細桿運動到P點時的向心加速度大小為10m/s2D．金屬細桿運動到P點時對每一條軌道的作用力大小為0.75N課時作業(yè)(二十九)1．解析：導線abcd的有效長度L＝0，故它受到的磁場力的合力為零，即任何閉合通電線圈在勻強磁場中受到的磁場力的合力一定為零．選項D正確．答案：D2．解析：由右手螺旋定則及左手定則，易判斷出選項A正確．答案：A3．解析：磁場與線圈垂直，每匝線圈在磁場中的有效長度為2R，所受安培力為2BIR，故n匝線圈所受安培力為2nBIR，D項正確．答案：D4．解析：本題考查安培定則、磁感應強度的疊加．A處通電直導線在O處的磁感應強度方向豎直向上，C處通電直導線在O處的磁感應強度方向水平向左，D處通電直導線在O處的磁感應強度方向垂直于OD斜向下，根據(jù)矢量的合成可得，O處的磁感應強度大小為eq\f(\r(5),5)B，C正確，A、B、D錯誤．答案：C5．答案：C6．解析：本題考查磁感應強度的疊加．由安培定則判斷，對a和b，其臨近的兩條導線在a點和b點產(chǎn)生的磁感應強度等大反向，磁感應強度互相抵消，則a處和b處的磁感應強度就等于遠離該點的那條導線產(chǎn)生的磁感應強度，有B1＝B2；對c，其臨近的兩條導線在c點產(chǎn)生的磁感應強度等大同向，磁感應強度加倍，而遠離c點的那條導線在c點產(chǎn)生的磁感應強度與和c點臨近的兩條導線在c點產(chǎn)生的磁感應強度方向相同，則c處的磁感應強度B3應大于a處和b處的磁感應強度B1和B2，A正確，B錯誤；由安培定則判斷可得a處和b處磁場方向垂直于紙面向外，c處磁場方向垂直于紙面向里，C、D錯誤．答案：A7．解析：本題考查受力分析、左手定則、安培力大小的計算等．當電流為I時，金屬圓環(huán)上半部分受到的安培力大小為F1＝B·eq\f(I,2)·2R＝BIR，選項A錯誤；當電流為I時，金屬圓環(huán)上、下兩部分受到的安培力均為BIR且方向相同，則金屬環(huán)受到的安培力大小為2BIR，選項B錯誤；由左手定則可知，金屬環(huán)所受的安培力方向沿水平方向，則增大干路電流，安培力變大，但金屬圓環(huán)對桌面的壓力不變，金屬圓環(huán)對桌面的摩擦力增大，選項C錯誤，D正確．答案：D8.解析：對導體棒受力分析如圖所示，由題意可知，導體棒所受安培力的水平分力小于導體棒與導軌間的最大靜摩擦力，則有Fsinθ≤μ(mg＋Fcosθ)．當磁感應強度足夠大時，由數(shù)學關系可知mg＋Fcosθ≈Fcosθ，即當tanθ≤μ，磁感應強度足夠大時，無論導體棒所受安培力多大，導體棒都不能運動．由題知μ＝eq\f(\r(3),3)，故θ≤30°，A正確．答案：A9．解析：根據(jù)三角形定則知，當安培力沿斜面向上時，安培力最小，根據(jù)共點力平衡可知，安培力的最小值為F＝mgsinθmgsinθ＝BId解得B＝eq\f(mgsinθ,Id)，方向垂直于斜面向下，故A正確，B、C、D錯誤．答案：A10．解析：U形磁鐵產(chǎn)生的不是勻強磁場，故導體棒所在處的磁感應強度不會處處相等，A錯誤；以導體棒為研究對象進行受力分析，兩條絲線與豎直方向均成30°角，故導體棒所受安培力的方向與絲線垂直時，安培力最小，根據(jù)幾何關系可得最小的安培力F＝mgsin30°＝eq\f(1,2)mg，即導體棒受到的安培力大小不一定是eq\f(1,2)mg，B錯誤；導體棒所受安培力等于eq\f(1,2)mg時，兩條絲線的拉力的和等于eq\f(\r(3),2)mg，每條絲線對導體棒的拉力大小都是eq\f(\r(3),4)mg，C錯誤；導體棒受到重力、安培力與拉力作用，由共點力平衡的特點可知，導體棒受到的安培力與拉力的合力一定與導體棒的重力大小相等，方向相反，D正確．答案：D11．解析：指針在量程內(nèi)線圈一定處于磁場之中，由于線圈與鐵芯共軸，線圈平面總是與磁感線平行，故A正確．電表的調(diào)零使得當指針處于“0”刻線時，螺旋彈簧處于自然狀態(tài)，所以無論線圈向哪一方向轉動都會使螺旋彈簧產(chǎn)生阻礙線圈轉動的力，故B正確．由左手定則知，b端受到的安培力方向向下，a端受到的安培力方向向上，安培力將使線圈沿順時針方向轉動，故C錯誤，D正確．答案：ABD12．解析：裝置平面示意圖如圖所示．如圖所示的狀態(tài)，磁感線方向向上，若形成通路，線圈下邊導線中電流方向向左，受垂直紙面向里的安培力，同理，上邊導線中電流受安培力垂直紙面向外，使線圈轉動．當線圈上邊導線轉到下邊時，若仍通路，線圈上、下邊中電流方向與圖示方向相比均反向，受安培力反向，阻礙線圈轉動．若要線圈連續(xù)轉動，要求左、右轉軸只能上一側或下一側形成通路，另一側斷路．故選AD.答案：AD13．解析：金屬細桿在水平方向受到安培力作用，安培力大小F安＝BIL＝0.5×2×0.5N＝0.5N，金屬細桿開始運