高中物理磁场对电流的作用练习题汇总

磁场 磁场对电流的作用考点一 磁场 描述磁场的物理量【例1】如图11-1-1所示，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过小磁针的正上方时，磁针的S 极向纸内偏转，这一束带电粒子可能是（极向纸内偏转，这一束带电粒子可能是（ ））①向右飞行的负离子①向右飞行的负离子 ②向左飞行的负离子②向左飞行的负离子②向左飞行的负离子 ③向右飞行的正离子③向右飞行的正离子 ④向左飞行的正离子④向左飞行的正离子④向左飞行的正离子 A ．①③．①③ B B B．②③．②③．②③ C C C．①④．①④．①④ D D D．②④．②④．②④【例2】一小磁针静止在通电螺线管内部，螺线管通过如图11-1-2所示的电流，则下列说法中正确的是（法中正确的是（ ））A ．螺线管左端是N 极，小磁针左端也是N 极B ．螺线管左端是S 极，小磁针左端也是S 极C ．螺线管左端是N 极，小磁针左端是S 极D ．螺线管左端是S 极，小磁针左端是N 极 考点二、描述磁场的物理量【例3】关于磁感线的概念和性质，下列说法中正确的是（】关于磁感线的概念和性质，下列说法中正确的是（ ））A ．磁场中任意两条磁感线可能相交．磁场中任意两条磁感线可能相交B ．磁感线上各点的切线方向就是各点的磁感应强的方向．磁感线上各点的切线方向就是各点的磁感应强的方向C ．铁屑在磁场中分布所形成的曲线就是磁感线．铁屑在磁场中分布所形成的曲线就是磁感线D ．磁感线总是从磁体N 极出发指向磁体的S 极【例4】关于磁场中某点的磁感应强度，下列说法正确地是】关于磁场中某点的磁感应强度，下列说法正确地是( ) ( )A ．由B=F/IL 可知，B 与F 成正比，与IL 的乘积成反比的乘积成反比 B ．B 的大小与IL 的乘积无关，由磁场本身决定的乘积无关，由磁场本身决定C ．长通电螺线管周围的磁场是匀强磁场．长通电螺线管周围的磁场是匀强磁场D ．B 的方向与通电导线的受力方向相同的方向与通电导线的受力方向相同 考点三、 安培力、左手定则例5、 如图11-1-4所示，三根通电直导线P 、Q 、R 互相平行，通过正三角形的三个顶点，三条导线通入大小相等，三条导线通入大小相等，方向垂直纸面向里的电流；方向垂直纸面向里的电流；方向垂直纸面向里的电流；通电直导线产生磁场的磁感应强度通电直导线产生磁场的磁感应强度B =KI/r ，I 为通电导线的电流强度，r 为距通电导线的距离的垂直距离，K 为常数；则R 受到的磁场力的方向是（到的磁场力的方向是（ ））轴负方向A．垂直R，指向y轴负方向B．垂直R，指向y轴正方向轴正方向轴正方向C．垂直R，指向x轴正方向轴负方向D．垂直R，指向x轴负方向考点四、安培力作用下的平衡问题例8．如图11-2-8所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁两极的正上方，导）线可以自由转动，当导线通入图示方向电流I时，导线的运动情况是（从上往下看）（ ）顺时针转动，同时下降A．顺时针转动，同时下降顺时针转动，同时上升B．顺时针转动，同时上升逆时针转动，同时下降C．逆时针转动，同时下降D．逆时针转动，同时上升逆时针转动，同时上升一、选择题一、选择题1．一根容易形变的弹性导线，两端固定．导线中通有电流，方向如图8－1－17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() 5．如图8－1－22所示，两个完全相同的闭合导线环挂在光滑绝缘的水平横杆上，当导线环两个完全相同的闭合导线环挂在光滑绝缘的水平横杆上，当导线环中通有同向电流时(如图)，两导线环的运动情况是() A．互相吸引，电流大的环其加速度也大．互相吸引，电流大的环其加速度也大B．互相排斥，电流小的环其加速度较大．互相排斥，电流小的环其加速度较大C．互相吸引，两环加速度大小相同．互相吸引，两环加速度大小相同D．互相排斥，两环加速度大小相同．互相排斥，两环加速度大小相同7．如图8－1－24所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场135°..流经方向(垂直于纸面向里)垂直．线段ab、bc和cd的长度均为L，且∠abc＝∠bcd＝135°导线的电流为I，方向如图中箭头所示．导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力() A．方向沿纸面向上，大小为(2＋1)ILBB．方向沿纸面向上，大小为(2－1)ILBC．方向沿纸面向下，大小为(2＋1)ILBD．方向沿纸面向下，大小为(2－1)ILB的金属＝36，磁场中(如图30°，则电子的质量是°，则电子的质量是°，则电子的质量是 ，穿透磁场的时间是，穿透磁场的时间是，穿透磁场的时间是 。

磁场对电流的作用双基训练★1.如图所示的四个图中，分别标明了通电导线在磁场中的电流方向、磁场方向以及通电导线所受磁场力的方向，其中正确的是( ).【1】答案:C★2.如图所示，通电导线MN在纸面内从a位置绕其一端M转至b位置时，通电导线所受安培力的大小变化情况是( ).【l】(A)变小(B)不变(C)变大(D)不能确定答案:B★3.将长度为20cm、通有O.1A电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场的方向如图所示.已知磁感应强度为1T，试求下列各图中导线所受安培力的大小并在图中标明方向.【4】(1)F A=________N.(2)F B=________N.(3)F C=________N.(4)F D=________N.答案:(1)0(2)0.02 (3)0.01 (4)0.02，方向略★★4.赤道上某处有一竖直的避雷针，当带有正电的乌云经过避雷针的上方时，避雷针开始放电，则地磁场对避雷针的作用力的方向为( ).【1】(A)正东(B)正南(C)正西(D)正北答案:A★★5.如图所示，放在马蹄形磁铁两极之间的导体棒ab，当通有自b到a的电流时受到向右的安培力作用，则磁铁的上端是________极.如磁铁上端是S极，导体棒中的电流方向自a到b，则导体棒受到的安培力方向向________.【1.5】答案:N，右纵向应用★★6.如图所示，两根互相绝缘、垂直放置的直导线ab和cd，分别通有方向如图的电流，若通电导线ab固定小动，导线cd能自由运动，则它的运动情况是( ).【2】(A)顺时针转动，同时靠近导线ab(B)顺时针转动，同时远离导线ab(C)逆时针转动，同时靠近导线ab(D)逆时针转动，同时远离导线ab答案:C★★7.如图所示，在条形磁铁S极附近悬挂一个线圈，线圈与水平磁铁位于同一平面内，当线圈中电流沿图示方向流动时，将会出现( ).【2】(A)线圈向磁铁平移(B)线圈远离磁铁平移(C)从上往下看，线圈顺时针转动，同时靠近磁铁(D)从上往下看，线圈逆时针转动，同时靠近磁铁答案:D★★★8.一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置，且两个圆线圈的圆心重合，当两线圈都通有如图所示方向的电流时，则从左向右看，线圈L1将( ).【2.5】(A)不动(B)顺时针转动(C)逆时针转动(D)向纸外平动答案:D★★★9.如图所示，一位于xy平面内的矩形通电线圈只能绕Ox轴转动，线圈的四个边分别与x、y轴平行，线圈中电流方向如图所示.欲使线圈转动起来空间应加上的磁场是( ).(1991年全国高考试题)【3】(A)方向沿x轴的恒定磁场(B)方向沿y轴的恒定磁场(C)方向沿z轴的恒定磁场(D)方向沿z轴的变化磁场答案:B★★★10.如图所示，一根有质量的金属棒MN，两端用细软导线连接后悬挂于a、b两点.棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N，此时悬线上有拉力.为了使拉力等于零，可( ).(1991年上海高考试题)【3】(A)适当减小磁感应强度(B)使磁场反向(C)适当增大电流强度(D)使电流反向答案:C★★11.如图所示，一金属直杆MN两端接有导线，悬挂于线圈上方，MN与线圈轴线均处于同一竖直平面内，为使MN垂直纸面向外运动，可以( ).(1997年上海高考试题)【4】(A)将a、c端接在电源正极，b、d端接在电源负檄(B)将b、d端接在电源正极，a、c端接在电源负极(C)将a、d端接在电源正极，b、c端接在电源负极(D)将a、c端接在交流电源的一端,b、d接在交流电源的另一端答案:ABD★★★12.如图所示，一细导体杆弯成四个拐角均为直角的平面折线，其ab、cd段长度均为l1，bc段长度为l2.弯杆位于竖直平面内，Oa、dO’段由轴承支撑沿水平放置.整个弯杆置于匀强磁场中，磁场方向竖直向上，磁感应强度为B.今在导体杆中沿abcd通以大小为I的电流，此时导体杆受到的安培力对OO’轴的力矩大小等于________.(1996年全国高考试题)p.98【3】答案:BIl 1l 2★★★13.在同一平面上有a 、b 、c 三根等间距平行放置的长直导线，依次载有电流强度为1A 、2A 、3A 的电流，各电流的方向如图所示，则导线a 所受的合力方向向________，导线b 所受的合力方向向________.(1998年上海高考试题)【3】答案:左，右★★★14.在倾角为θ的光滑斜面上，放置一通有电流I 、长L 、质量为m 的导体棒，如图所示，试求:(1)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)使棒静止在斜面上且对斜面无压力，外加匀强磁场磁感应强度B 的最小值和方向.【6】 答案:(1)IL mgsin ，垂直斜面向下 (2)ILmg ，水平向左 横向拓展★★★15.质量为m 的通电细杆ab 置于倾角为θ的导轨上，导轨的宽度为d ，杆ab 与导轨间的摩擦因数为μ.有电流时，ab 恰好在导轨上静止，如图所示.图(b )中的四个侧视图中，标出了四种可能的匀强磁场方向，其中杆ab 与导轨之间的摩擦力可能为零的图是( ).【4】答案:AB★★★16.电流表中通以相同的电流时，指针偏转的角度越大，表示电流表的灵敏度越高.下列关于电流表灵敏度的说法中正确的是( ).【3】(A )增加电流计中的线圈匝数，可以提高电流表的灵敏度(B )增强电流计中永久磁铁的磁性，可以提高电流表的灵敏度(C )电流计中通的电流越大，电流表的灵敏度越高(D )电流计中通的电流越小，电流表的灵敏度越高答案:AB★★★17.一矩形通电线框abcd 可绕其中心轴OO ’转动，它处在与OO ’垂直的匀强磁场中，如图所示.在磁场作用下线框开始转动，最后静止存平衡位置，则平衡后( ).【4】(A )线框四边都不受磁场的作用力(B )线框四边受到指向线框外部的磁场力，但合力为零(C )线框四边受到指向线框内部的磁场力，但合力为零(D )线框的一对边受到指向线榧外部的磁场作用力，另一对边受到指向线框内部的磁场作用力，但合力为零答案:B★★★18.如图所示的天平可用来测定磁感应强度.天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽为l ，共N 匝.线罔的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸而.当线圈中通有电流I (方向如图)时，在天平左、右两边加上质量各为m 1、m 2的砝码，天平平衡.当电流反向(大小不变)时，右边再加上质量为m 的砝码后，天平重新平衡.由此可知( ).(1993年全国高考试题)【5】(A)磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为(m1-m2)g/NIl(B)磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为mg/2NIl(C)磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为(m1-m2)g/NIl(D)磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为mg/2NIl答案:B★★★19.如图所示是光点电流计的示意图.在电流计的转轴上同定一块小平面镜M，当无电流通过线圈N时，从光源S发出的一束细光束，通过小孔O垂直射到镜面上，反射后恰好射在刻度盘中点O处，刻度盘是在以镜面中心为圆心的水平圆弧上.已知线圈转过的角度与通过线圈的电流成正比，即θ=kI，k=1°(μA)-1.如果有某一电流通过线圈时，光点从O移到P点，OP对应的角度为30°，则通过电流计的电流为________μA.【4】答案:15★★★20.电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图1333所示.1982年澳大利亚国立大学制成了能把m=2.2g的弹体(包括金属杆CD的质量)加速到v=10km／s的电磁炮.若轨道宽l=2m，长s=100m，通过的电流为I=10A，则轨道间所加的匀强磁场的磁感应强度B=________T，磁场力的最大功率P=________W(轨道摩擦不计).【5】答案:55，1.1×107★★★21.如图所示，两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同、方向相反的电流，a受到的磁场力大小为F1，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到的磁场力大小变为F2，则此时b受到的磁场力大小变为( ).(2000年上海高考试题)【4】(A)F2(B)F1-F2(C)F1＋F2(D)2F1-F2答案:A★★★★22.一条形磁铁静止在斜面上，固定在磁铁中心的竖直上方的水平导线中通有垂直纸面向里的恒定电流，如图所示.若将磁铁的N极位置与S极位置对调后，仍放在斜面上原来的位置，则磁铁对斜面的压力F和摩擦力f的变化情况分别是( ).【6】(A)F增大，f减小(B)F减小，f增大(C)F与f都增大(D)F与f都减小答案:C★★★★23.矩形导线框接在电压恒定的电路中，且与磁感线平行地放在匀强磁场中，此时它受到的磁力矩为M，要使线框受到的磁力矩变为M/2，可以采取的措施是( ).【6】(A)将匝数减少一半(B)将线框的长宽都减少一半(C)将线框转过30°角(D)将线框转过60°角答案:BD★★★★24.如图所示，在光滑水平桌面上，有两根弯成直角的相同金属棒，它们一端均可绕固定转动轴O自由转动，另一端b互相接触，组成一个正方形线框，正方形每边长度均为l，匀强磁场的方向垂直桌面向下.当线框中通以图示方向的电流I时，两金属棒在b点相互作用力为f，则此时磁感应强度的大小为________(不计电流产生的磁场).(1996年上海高考试题)p .94【5】答案:Ilf 2 ★★★★25.如图所示，柔软的导线长0.628m ，弯曲地放在光滑水平面上，两端点固定在相距很近的a 、b 两点，匀强磁场的方向竖直向下，磁感应强度B =2T ，当导线中通以图示方向的电流I =5A 时，导线中的张力为________N .【5】答案:1★★★★26.通电长导线中电流I 0的方向如图所示.边长为2L 的正方形载流线圈abcd 中的电流强度为I ，方向由a →b →c →d .线圈的ab 、cd 边以及过ad 、bc 边中点的轴线OO ’都与长导线平行.当线圈处于图示位置时，ab 边与直导线间的距离aa 1等于2L ，且aa 1与ad 垂直.已知长导线中电流产生的磁场在ab 处的磁感应强度为B 1，在cd 处的磁感应强度为上B 2，则载流线圈处于此位置时受到的磁力矩的大小为________.【6】答案:()212B 22B IL +★★★★27.如图所示，质量为60g 的铜棒长为a =20cm ，棒的两端与长为L =30cm 的细软铜线相连，吊在磁感应强度B =0.5T 、方向竖直向上的匀强磁场中.当棒中通过恒定电流I 后，铜棒向上摆动，最大偏角θ=60°，g 取10m ／s 2，求:(1)铜棒中电流I 的大小.(2)铜棒在摆动过程中的最大速率(结果保留一位有效数字).【8】答案:(1)A 32 (2)1m /s★★★★28.如图所示，金属棒ab 的质量m =5g ，放置在宽L =1m 、光滑的金属导轨的边缘处，两会属导轨处于水平平面内，该处有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B =0.5T .电容器的电容C =200μF ，电源电动势F =16V ，导轨平面距地面高度h =0.8m ，g 取10m ／s 2.在电键S 与1接通并稳定后，再使它与2接通，则金属棒ab 被抛到s =0.064m 的地面上，试求此时电容器两端的电压.【lO 】答案:8V★★★★★29.如图所示，一个半径为R 的导电圆环与一个轴向对称的发散磁场处处正交，环上各点的磁感应强度B 大小相等，方向均与环面轴线方向成θ角.若导线环上载有一恒定电流I ，试求磁场作用在圆环上安培力的大小和方向.【10】答案:2πBIRsin θ，方向竖直向下★★★★★30.如图所示，磁流体动力泵的矩形槽左、右两侧壁是导电极板，前后两壁是绝缘板，槽宽L =5cm ，高h =10.5cm ，槽的下部与水银面接触，上部与一竖直非导电管相连，匀强磁场方向垂直于绝缘壁，B =O .1T .给两导电极板加一电压U =1V ，取水银电阻率ρ0=10-6Ω·m ，水银密度ρ=1.4×104kg／m3；求水银在泵中可上升的高度.【15】答案:150cm★★★★★31.如图所示，倾角为θ的斜面上放一木制圆柱，其质量m=0.2kg，长为l=0.1m，圆柱上顺着轴线OO’绕有N=10匝的线圈，线圈平面与斜面平行，斜面处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.5T.当通入多大的电流时，圆柱才不致往下滚动?【20】答案:1.96A磁场对运动电荷的作用双基训练★1.一带电粒子在匀强磁场中.沿着磁感应强度的方向运动，现将该磁场的磁感应强度增大1倍，则带电粒子受到的洛伦兹力( ).【0.5】(A)增大为原来的2倍(B)增大为原来的4倍(C)减小为原来的一半(D)保持原来的情况不变答案:D★2.如图所示，阴极射线管(A为其阴极)放在蹄形磁铁的N、S两极间，射管的A、B两极分别接在直流高压电源的________极和________极.此时，荧光屏上的电子束运动轨迹________偏转(选填“向上”、“向下”或“不”).【l】答案:负，正，向下★★3.两个粒子，带电量相等，在同一匀强磁场中只受到磁场力作用而作匀速圆周运动( ).(1995年全国高考试题)【l】(A)若速率相等，则半径必相等(B)若质量相等，则周期必相等(C)若动量大小相等，则半径必相等(D)若动能相等，则周期必相等答案:BC★★4.初速度为v0的电子，沿平行于通电长直导线的方向射出直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图所示，则( ).(2001年北京春季高考试题)【1.5】(A)电子将向右偏转，速率不变(B)电子将向左偏转，速率改变(C)电子将向左偏转，速率不变(D)电子将向右偏转，速率改变答案:A★★5.如图所示，一电子从a点以速度v垂直进入长为d、宽为h的矩形磁场区域，沿曲线ab运动，通过b点离开磁场.已知电子质量为m，电量为e，磁场的磁感应强度为B，ab的弧长为s，则该电子在磁场中运动的时间为( ).【3】(A)t=d/v(B )t =s /v(C )⎪⎭⎫ ⎝⎛+=22h d 2dh arcsin eB m t (D )⎪⎭⎫ ⎝⎛+=22h d 2dh arccos eB m t 答案:BC纵向应用★★6.如图所示，ab 是一弯管，其中心线是半径为R 的一段圆弧，将它置于一给定的匀强磁场中，磁场方向垂直于圆弧所在平面且指向纸外.有一束粒子对准a 端射入弯管，粒子有不同的质量、不同的速度.但都是一价正离子，则( ).【2】(A )只有速度大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管(B )只有质量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管(C )只有动量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管(D )只有动能大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管答案:C★★7.如图所示，将截面为正方形的真空腔abcd 放置在一匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里.若有一束具有不同速率的电子由小孔a 沿ab 方向射入磁场，打在腔壁上被吸收，则由小孔c 和小孔d 射出的电子的速率之比v c /v d =________.p .100【3】答案:2★★★8.如图所示为云室中某粒子穿过铅板P 前后的轨迹.室中匀强磁场的方向与轨迹所在平面垂直(图中垂直于纸面向里)，由此可知此粒子( ).(2002年北京春季高考理科综合试题)【3】(A )一定带正电 (B )一定带负电(C )不带电 (D )可能带正电，也可能带负电答案:A★★★9.如图所示，用绝缘细线悬挂着的带正电小球在匀强磁场中作简谐运动，则( ).【3】(A )当小球每次经过平衡位置时，动能相同(B )当小球每次经过平衡位置时，动量相同(C )当小球每次经过平衡位置时，细线受到的拉力相同(D )撤消磁场后，小球摆动的周期不变答案:AD★★★10.如图所示，一个带正电的小球沿光滑的水平绝缘桌面向右运动，速度的方向垂直于一个水平方向的匀强磁场，小球飞离桌子边缘落到地板上.设其飞行时间为t 1，水平射程为s 1,落地速率为v 1.撤去磁场，其余条件不变时，小球飞行时间为t 2，水平射程为s 2,落地速率为v 2,则( ).【4】(A )t 1＜t 2 (B )s 1＞s 2 (C )s 1＜s 2 (D )v 1=v 2答案:BD★★★11.如图所示，在x 轴的上方(y ≥0)存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B .在原点O 有一个离子源向x 轴上方的各个方向发射出质量为m 、电量为q 的正离子，速率都为v ，对那些在xy 平面内运动的离子，在磁场中可能到达的最大x =________，最大y =________.(1997年全国高考试题)【5】答案:qB 2mv ，qB2mv ★★★12.如图所示，在y ＜0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xOy 平面并指向纸面外，磁感臆强度为B ，一带正电的粒子以速度v 0从O 点射入磁场，入射方向在xOy 平面内，与x 轴正向的夹角为θ.若粒子射出磁场的位置与O 点距离为1，求该粒子的电量和质量之比q /m .(2001年全国高考试题)【5】答案:lBsin 2v 0θ ★★★13.电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的.电子束经过电压为U 的加速电场后，进入一圆形匀强磁场区，如图所示.磁场方向垂直于圆面，磁场区的中心为O ，半径为r .当不加磁场时，电子束将通过O 点而打到屏幕的中心M 点.为了让电子束射到屏幕边缘P ，需要加磁场，使电于束偏转一已知角度θ，此时磁场的磁感应强度B 应为多大?(2002年全国高考理科综合试题)【6】答案:2tan e 2mU r 1θ ★★★★14.K -介子衰变的方程为:K -=π-＋π0，其中K -介子和π-介子带负的基元电荷，π0介子不带电.如图所示，一个K -介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧AP ，衰变后产生的π－介子的轨迹为侧弧PB ，两轨迹在P点相切，它们的半径R K -和R π-之比为2:1.π0介子的轨迹术画出.由此可知π的动量大小与π0的动量大小之比为( ).(2003年全国高考理科综分试题)【5】(A )l :l (B )l :2 (C )1:3 (D )1:6答案:C★★★★15.在光滑绝缘水平面上，一轻绳拉着一个带电小球绕轴O 在匀强磁场中作逆时针方向的匀速圆周运动，磁场方向竖直向下，其俯视图如图所示.若小球运动到A 点时，绳子忽然断开.关于小球在绳断开后可能的运动情况，下列说法中正确的是( ).【5】(A )小球仍作逆时针匀速圆周运动，半径不变(B )小球仍作逆时针匀速圆周运动，但半径减小(C )小球作顺时针匀速圆周运动，半径不变(D )小球作顺时针匀速圆周运动，半径减小答案:ACD★★★★16.如图所示，L 1和L 2为两平行的虚线，L 1上方和L 2下方都是垂直纸面向里的磁感应强度相同的匀强磁场，A 、B 两点都在L 2上.带电粒子从A 点以初速v 斜向上与L 2成30°角射出，经过偏转后正好过B 点，经过B 点时速度方向也斜向上，不计重力影响，下列说法中正确的是( ).【6】(A )该粒子一定带正电(B )带电粒子经过B 点时速度一定与在A 点时速度相同(C )若将带电粒子在A 点时初速度变大(方向不变)，它仍能经过B 点(D )若将带电粒子在A 点时初速度方向改为与L 2成45°角斜向上，它仍能经过B 点. 答案:BC★★★★17.如图所示，足够长的矩形区域abcd 内充满磁感应强度为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场，现从ad 边的中心O 点处，垂直磁场方向射入一速度为v 0的带正电粒子，v 0与ad 边的夹角为30°.已知粒子质量为m ，带电量为q ，ad 边长为L ，不计粒子的重力.(1)求要使粒子能从ab 边射出磁场，v 0的大小范围.(2)粒子在磁场中运动的最长时间是多少?在这种情况下，粒子将从什么范围射出磁场?【14】 答案:(1)3m qBL v m qBL 0>≥ (2)3qBm 5t π=，在O 点上方L /3范围内 ★★★★18.如图中虚线MN 是一垂直纸面的平面与纸面的交线，在平面右侧的半空间存在一磁感应强度为B 的匀强磁场，方向垂直纸面向外.O是MN 上的一点，从O 点可以向磁场区域发射电量为＋q 、质量为m 、速率为v 的粒子，粒子射入磁场时的速度可在纸面内各个方向.已知先后射入的两个粒子恰好在磁场中给定的P 点相遇，P 到O 的距离为L .不计重力及粒子间的相互作用.求:(1)所考察的粒子在磁场中的轨道半径.(2)这两个粒子从0点射人磁场的时间间隔.(1999年全国高考试题)【15】答案:(1)qB mv (2)⎪⎭⎫ ⎝⎛2mv LqB arccos qB 4m 横向拓展★★★19.在图中虚线所围的区域内，存存电场强度为E 的匀强电场和磁感应强度为B 的匀强磁场.已知从左方水平射入的电子，穿过这区域时未发生偏转，设重力可以忽略不计，则在这区域中的E 和B 的方向可能是( ).【3】(A )E 和B 都沿水平方向，并与电子运动的方向相同(B )E 和B 都沿水平方向，并与电子运动的方向相反(C )E 竖直向上，B 垂直纸面向外(D )E 竖直向上，B 垂直纸面向里答案:ABC★★★20.如图所示，一束质量、速度和电量各不相同的正离子垂直地射入匀强磁场和匀强电场正交的区域里，结果发现有些离子保持原来的运动方向，未发生任何偏转.如果让这些不偏转离子进入另个匀强磁场中，发现这些离子又分裂成几束.对这些进入后一磁场的离子，可得出结论( ).(1993年上海高考试题)【3.5】(A )它们的动能一定各不相同(B )它们的电量一定各不相同(C )它们的质量一定各不相同(D )它们的电量与质量之比一定各不相同答案:D★★★21.如图所示，匀强电场E 竖直向下，匀强磁场B 垂直纸面向里.现有三个带有等量同种电荷的油滴a 、b 、c ，若将它们分别置入该区域中，油滴a 保持静止，油滴b 向左水平匀速运动，油滴c 向右水平匀速运动，则比较三个油滴所受重力G a 、G b 、G c 的大小，最大的是________，最小的是________.【3】答案:G b ，G c★★★22.如图所示，带电液滴从h 高处自由落下，进入一个匀强电场和匀强磁场互相垂直的区域，磁场方向垂直纸面，电场强度为E ，磁感应强度为B .已知液滴在此区域中作匀速圆周运动，则圆周的半径R =________.([993年全国高考试题)【4】答案:g2h B E ★★★23.质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具.它的构造原理如图所示，离子源S 产生带电量为q 的某种正离子，离子产生出米时的速度很小，可以看作是静止的，离子经过电压U 加速后形成离子束流，然后垂直于磁场方向进入磁感应强度为B 的匀强磁场，沿着半圆周运动而到达记录它的照相底片P 上.实验测得:它在P 上的位置到入口处S 1的距离为a ，离子束流的电流为I .请回答卜列问题:(1)在时间t 内射到照相底片P 上的离子的数目为________.(2)单位时间穿过入口处S 1离子束流的能量为________.(3)试证明这种离子的质量为22a 8UqB m =.【8】 答案:(1)It /q (2)UI (3)略★★★24.在如图所示的直角坐标系中，坐标原点O 处固定有正点电荷，另有平行于y 轴的匀强磁场.一个质量为m 、带电量为＋q 的微粒，恰能以y 轴上O ’点(O ，a ，O )为圆心作匀速圆周运动，其轨迹平面与xOz 平面平行，角速度为ω，旋转方向如图中箭头所示.试求匀强磁场的磁感应强度的大小和方向.【6】答案:qm aq mg ωω+，方向沿-y 轴 ★★★★25.如图所示，空间存在着由匀强磁场B 和匀强电场E 组成的正交电磁场，电场方向水平向左，磁场方向垂直纸面向里.有一带负电荷的小球P ，从正交电磁场上方的某处自由落下，那么带电小球在通过正交电磁场时( ).【4】(A )一定作曲线运动 (B )不可能作曲线运动(C )可能作匀速直线运动 (D )可能作匀加速直线运动答案:A★★★★26.如图所示是氢原子中电子绕核作快速的圆周运动(设为逆时针方向)的示意图.电子绕核运动可等效为环形电流.设此环形电流在通过圆心并垂直于圆面的轴线上某一点P 处产生的磁感应强度的大小为B 1.现在沿垂直于圆轨道平面的方向加一磁感应强度为B 的外磁场，这时设电子的轨道半径没变，而它的速度发生了变化.若用B 2表示此时环行电流在P 点产生的磁感应强度的大小，则当B 0的方向( ).【6】(A )垂直于纸面向里时，B 2＞B 1 (B )垂直于纸面向里时，B 2＜B !(C )垂直于纸而向外时，B 2＞B 1 (D )垂直于纸面向外时，B 2＜B 1答案:BC★★★★27.如图所示，带电平行板中匀强磁场方向水平垂直纸面向里，某带电小球从光滑绝缘轨道上的a 点自由滑下，经过轨道端点P 进入板间后恰能沿水平作直线运动.现使小球从较低的b 点开始下滑，经P 点进入板间，在板间的运动过程中( ).【6】(A )其动能将会增大(B )其电势能将会增大(C )小球所受的洛伦兹力将会增大(D )小球受到的电场力将会增大答案:ABC★★★★28.如图所示，质量为0.1g 的小球，带有5×10-4C 的正电荷，套在一根与水平方向成37°角的足够长的绝缘杆上，小球与杆之间的动摩擦因数为μ=0.5，杆所在空间有磁感应强度B =0.4T 的匀强磁场，小球由静止开始下滑，它的最大加速度为________m ／s 2，最大速率为________m ／s .【5】答案:6，2★★★★29.如图所示，环状匀强磁场围成中空区域内有自由运动的带电粒子，但由于环状磁场的束缚，只要速度不很大，都不会穿出磁场的外边缘.设环状磁场的内半径R 1=0.5m ，外半径R 2=1.0m ，磁场的磁感应强度B =1.0T ，若被缚的带电粒子的荷质比为q /m =4×107C ／kg ，中空区域中带电粒子具有各个方向的速度，试计算:(1)粒子沿环状的半径方向射入磁场，不能穿越磁场的最大速度多大?(2)所有粒子不能穿越磁场的最大速度多大?【8】答案:(1)1.5×107m /s (2)1.0×107m /s★★★★30.如图所示，一带电质点，质量为m ，电量为q ，以平行于Ox 轴的速度v 从y 轴上的a 点射入图中第一象限所示的区域.为了使该质点能从x 轴上的b 点以垂直于Ox 轴的速度v 射出，可在适当的地方加一个垂直于xy 平面、磁感应强度为B 的匀强磁场.若此磁场仅分布在一个圆形区域内，试求这圆形磁场区域的最小半径.重力忽略不计.(1994年全国高考试题)p .100【10】答案:2qBmv 2。

11A习题十二 磁场对电流、带电粒子的作用要求：1、掌握安培力的计算公式和物理意义，能用安培定律分析和计算载流导体在磁场中的受力。

2、掌握载流平面线圈磁矩的概念，掌握载流平面线圈在匀强磁场中所受磁力矩的计算方法。

3、掌握磁力和磁力矩做功的计算方法。

4、掌握洛仑兹力公式及其物理意义，会计算运动电荷在磁场中的受力及其在匀强磁场中的运动规律。

一、选择题1、如图所示，三条长度相同的长直导线共面平行放置，依次载有电流为1A 、2A 、3A ，由于磁力相互作用，分别受力为1F 、2F 、3F。

则321::F F F 为（ ）A 、５∶４∶６B 、５∶８∶６C 、７∶６∶１３D 、７∶８∶１５２、同一平面内有两条相互垂直的导线1L 和2L ，1L 为无限长直导线，2L 为长为a 2的直导线，两者位置如图，当1L 和2L 同时通以电流I ，则作用在2L 上对于O 点的磁力矩大小为（ ）A 、πμa I 20B 、3ln 20πμa I C 、)12ln 2(20-πμa I D 、)13ln 2(20-πμaI 二、填空题：１、一质量为m ,带电量为q 的粒子以速度0v射入匀强磁场B中，若0v与B的夹角为θ，则该粒子在磁场中作螺线运动的半径为 ，周期为 ，螺矩为 。

2、质量为m ，带电量为q 的粒子在半径为r 的电子回旋加速器中所能获得的最大动能为 （回旋加速器中的磁感应强度为B ）3、两根相距为a 的无限长平行直导线中分别通以电流1I 和2I ，则这两根导线单位长度上的作用力为 。

4、一半径为R ，均匀带有电量Q 的圆盘面绕其中心垂直轴以ω的角速度转动时，产生的磁矩为 ，若将该圆盘面放在与盘面成θ角的匀将磁场B中时，圆盘面所受到的磁力矩为 。

三、计算题：1、 载有电流1I 的无限长直导线旁边有一共面的、载有电流2I 的圆形线圈，线圈半径为R ，圆心与直导线相距d （R d ），求两者的相互作用力。

2、如图所示，一根无限长载流直导线1L 中有电流1I ，另有一根与1L 垂直且共面的导体棒2L ，其长为a ，质量为M ，若2L 的A 端固定，导体棒可在该平面内自由转动，则要使导体棒在该位置稳定放置，则导体棒中应通以多大的电流2I ？I。

在线阅读本文：53磁场对电流的作用(习题)磁场对电流的作用习题1、如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，、如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，其中央正上方固定一根直导线，其中央正上方固定一根直导线，导线与磁铁垂直，垂直，并通以垂直纸面向外的电流 [ A ] A．磁铁对桌面压力减．小、不受桌面摩擦力作用 B．磁铁对桌面压力减．小、受到桌面摩擦力作用 C．磁铁对桌面压力增．大、不受桌面摩擦力作用D．磁铁对桌面压力增．大、受到桌面摩擦力作用2、如图所示，将通电线圈悬挂在磁铁N极、如图所示，将通电线圈悬挂在磁铁极附近，附近，磁铁处于水平位置和线圈在同一平面内，且磁铁的轴线经过线圈圆心，线圈将且磁铁的轴线经过线圈圆心， [ A ] A．转动同时靠近磁铁． B．转动同时离开磁铁． C．不转动，只靠近磁铁．不转动， D．不转动，只离开磁铁．不转动，的轻质弹簧。

3、一劲度系数为k的轻质弹簧。

下端挂有一边长为L 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，的下半部处在匀强磁场中，磁感强度大小为方向与线框平面垂直，如图所示。

B，方向与线框平面垂直，如图所示。

开始时线框处于平衡状态。

令磁场反向，时线框处于平衡状态。

令磁场反向，磁感应强度的大小仍为 B 线框达到新的平衡。

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方向2nBIl ?x = k，向下。

4、如图所示，平行金属导轨PQ与MN都与水如图所示，平行金属导轨PQ与MN都与水 PQ 平面成θ 一根质量为m 平面成θ角，相距为L。

一根质量为m的金属棒ab 在导轨上，并保持水平方向，ab棒 ab在导轨上属棒ab 在导轨上，并保持水平方向，ab棒内通有恒定电流，电流大小为I 方向从a 内通有恒定电流，电流大小为I，方向从a 到b。

空间存在着方向与导轨平面垂直的匀强磁场，ab棒在磁场力作用下保持静止棒在磁场力作用下保持静止，强磁场，ab棒在磁场力作用下保持静止，并且棒与导轨间没有摩擦力。

高三物理磁场对电流的作用试题答案及解析1.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．安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关D．将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半【答案】B【解析】根据安培左手定则，伸开左手，使大拇指和四指垂直，四指指向电流方向，磁感线穿过手心，大拇指所指的方向就是安培力的方向，可见安培力的方向即大拇指方向总是垂直于电流方向即导线也就是四指指向，选项A错。

而磁场方向穿过手心，大拇指垂直于磁场方向和电流方向做决定的平面，即安培力的方向垂直于磁场方向，选项B对。

根据安培力的大小的计算公式，是磁场方向和电流方向的夹角，所以安培力大小与通电导线和磁场方向的夹角有关，选项C错。

若直导线从中点折成直角，则前半段受安培力为，后半段受安培力为，由于夹角不确定，所以的合力不一定等于，所以选项D错。

【考点】安培左手定则.圆环水平固定放2.半径为a右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆，单位长度电阻均为R置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B.杆在圆环上以速度v平行于直径CD向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O开始，杆的位置由θ确定，如图所示．则（）A．θ＝0时，杆产生的电动势为2BavB．θ＝时，杆产生的电动势为 BavC．θ＝0时，杆受的安培力大小为D．θ＝时，杆受的安培力大小为【答案】AD【解析】由图知，当θ＝0时，根据E=BLv可求杆产生的电动势为2Bav，故A正确；当θ＝时，，电流，杆产生的电动势为Bav，由B错误；θ＝0时，回路总电阻R=（2+π）aR所以杆受的培力，所以C错误；θ＝时，回路总电阻，所以杆受的安培力，故D正确。

【考点】本题考查电磁感应3.两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，底端接阻值为R的电阻。

将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，如图所示。

【磁场及磁场对电流的作用】习题1.如图所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直．线段ab、bc和cd的长度均为L，且∠abc＝∠bcd＝135°.流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示．导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力()A．方向沿纸面向上，大小为(2＋1)ILB B．方向沿纸面向上，大小为(2－1)ILB C．方向沿纸面向下，大小为(2＋1)ILB D．方向沿纸面向下，大小为(2－1)ILB解析：将导线分为三段直导线，根据左手定则分别判断出安培力的大小，根据F＝BIL计算出安培力的大小，再求合力．导线所受合力F＝BIL＋2BIL sin 45°＝(2＋1)ILB.答案：A2.如图所示，一弓形线圈通以逆时针电流，在其圆弧的圆心处，垂直于纸面放一直导线，当直导线通有指向纸内的电流时，线圈将()A．a端向纸内，b端向纸外转动，且靠近导线B．a端向纸内，b端向纸外转动，且远离导线C．b端向纸内，a端向纸外转动，且靠近导线D．b端向纸内，a端向纸外转动，且远离导线答案：A3.如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，有两根竖直放置的平行导轨AB、CD，导轨上放有质量为m的金属棒MN，棒与导轨间的动摩擦因数为μ，现从t＝0时刻起，给棒通以图示方向的电流，且电流强度与时间成正比，即I＝k t，其中k为恒量．若金属棒与导轨始终垂直，则如图所示的表示棒所受的摩擦力随时间变化的四幅图中，正确的是()解析：当F f＝μBIL＝μBL k t<mg时，棒沿导轨向下加速；当F f＝μBL k t>mg时，棒沿导轨向下减速；在棒停止运动前，所受摩擦力为滑动摩擦力，大小为：F f＝μBL k t；当棒停止运动时，摩擦力立即变为静摩擦力，大小为：F f＝mg，故选项C正确．答案：C4.光滑平行导轨水平放置，导轨左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连，一根质量为m、电阻为R的导体棒ab，用长为l的绝缘细线悬挂，悬线竖直时导体棒恰好与导轨良好接触且细线处于张紧状态，如图所示，系统空间有竖直方向的匀强磁场．当闭合开关S时，导体棒向右摆出，摆到最大高度时，细线与竖直方向成θ角，则()A．磁场方向一定竖直向上B．导体棒离开导轨前受到向左的安培力C．导体棒摆到最大高度时重力势能的增加量等于mgl(1－cos θ)D．导体棒离开导轨前电源提供的电能大于mgl(1－cos θ)解析：从题中知道导体棒ab向右摆动，说明导体棒ab受到向右的安培力作用，由左手安则可知磁场方向一定竖直向下，A、B两项错误；电源提供的电能转化成了两部分，一部分是电路中所产生的热，另一部分是导体棒的机械能，D项正确；最大高度时，导体棒重力势能的增加量等于mgl(1－cos θ)，C项正确．答案：CD5.如图所示为一电流表的原理示意图．质量为m的均质细金属棒MN的中点处通过一挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连，绝缘弹簧劲度系数为k.在矩形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外．与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数，MN的长度大于ab.当MN中没有电流通过且处于平衡状态时，MN与矩形区域的cd边重合：当MN中有电流通过时，指针示数可表示电流强度．(1)当电流表示数为零时，弹簧伸长多少？(重力加速度为g ) (2)若要电流表正常工作，MN 的哪一端应与电源正极相接？(3)若k ＝2.0 N/m ，ab ＝0.20 m ，cb ＝0.050 m ，B ＝0.20 T ，此电流表的量程是多少？(不计通电时电流产生的磁场的作用)(4)若将量程扩大2倍，磁感应强度应变为多大？解析：(1)设当电流表示数为零时，弹簧的伸长量为Δx ，则有mg ＝k Δx ，①由①式得：Δx ＝mg k .②(2)为使电流表正常工作，作用于通有电流的金属棒MN 的安培力必须向下，因此M 端应接正极．(3)设电流表满偏时通过MN 间电流强度为I m ，则有BI m ab ＋mg ＝k (d ＋Δx )，③ 联立②③并代入数据得I m ＝2.5 A ．④(4)设量程扩大后，磁感应强度变为B ′，则有2B ′I m ab ＋mg ＝k (cb ＋Δx )．⑤由①⑤式得：B ′＝k cb2I m ab .⑥代入数据得：B ′＝0.10 T.答案：(1)mg k (2)M 端 (3)2.5 A (4)0.10 T1.首先对电磁作用力进行研究的是法国科学家安培．如图所示的装置，可以探究影响安培力大小的因素，实验中如果想增大导体棒AB 摆动的幅度，可能的操作是( )A ．把磁铁的N 极和S 极换过来B．减小通过导体棒的电流强度IC．把接入电路的导线从②、③两条换成①、④两条D．更换磁性较小的磁铁解析：安培力的大小与磁场强弱成正比，与电流强度成正比，与导线的长度成正比，C正确．答案：C2．一段长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B＝2 T，F一定是1 N B．如果F＝0，B也一定为零C．如果B＝4 T，F有可能是1 N D．如果F有最大值时，通电导线一定与B平行解析：当导线与磁场方向垂直放置时，F＝BIL，力最大，当导线与磁场方向平行放置时，F＝0，当导线与磁场方向成任意其他角度放置时，0<F<BIL，A、D两项不正确，C项正确；磁感应强度是磁场本身的性质，与受力F无关，B不正确．答案：C3.如图所示，两根无限长的平行导线a和b水平放置，两导线中通以方向相反、大小不等的恒定电流，且I a>I b.当加一个垂直于a、b所在平面的匀强磁场B时；导线a恰好不再受安培力的作用．则与加磁场B以前相比较()A．b也恰好不再受安培力的作用B．b受的安培力小于原来安培力的2倍，方向竖直向上C．b受的安培力等于原来安培力的2倍，方向竖直向下D．b受的安培力小于原来安培力的大小，方向竖直向下解析：当a不受安培力时，I b产生的磁场与所加磁场在a处叠加后的磁感应强度为零，此时判断所加磁场垂直纸面向外，因I a>I b，所以在b处叠加后的磁场垂直纸面向里，b受安培力向下，且比原来小．故选项D正确．答案：D4.如图所示，在绝缘的水平面上等间距固定着三根相互平行的通电直导线a、b和c，各导线中的电流大小相同，其中a、c导线中的电流方向垂直纸面向外，b导线电流方向垂直纸面向内．每根导线都受到另外两根导线对它的安培力作用，则关于每根导线所受安培力的合力，以下说法中正确的是()A．导线a所受合力方向水平向右B．导线c所受合力方向水平向右C．导线c所受合力方向水平向左D．导线b所受合力方向水平向左解析：首先用安培定则判定导线所在处的磁场方向，要注意是合磁场的方向，然后用左手定则判定导线的受力方向．可以确定B是正确的．答案：B5.如图所示，abcd四边形闭合线框，a、b、c三点坐标分别为(0，L,0)，(L，L,0)，(L,0,0)，整个空间处于沿y轴正方向的匀强磁场中，通入电流I，方向如图所示，关于四边形的四条边所受到的安培力的大小，下列叙述中正确的是()A．ab边与bc边受到的安培力大小相等B．cd边受到的安培力最大C．cd边与ad边受到的安培力大小相等D．ad边不受安培力作用解析：根据左手定则，ab边受到的安培力大小为F ab＝BIab，bc边平行于磁场方向受力为零，故A错；ad边受到安培力大小为F ad＝BIOd，故B、D错；cd边受到的安培力大小为F ad＝BIcd，故B正确．答案：B6.一条形磁铁放在水平桌面上，它的上方靠S极一侧吊挂一根与它垂直的导电棒，图中只画出此棒的截面图，并标出此棒中的电流是流向纸内的，在通电的一瞬间可能产生的情况是()A．磁铁对桌面的压力减小B．磁铁对桌面的压力增大C．磁铁受到向右的摩擦力D．磁铁受到向左的摩擦力解析：如右图所示．对导体棒，通电后，由左手定则，导体棒受到斜向左下方的安培力，由牛顿第三定律可得，磁铁受到导体棒的作用力应斜向右上方，所以在通电的一瞬时，磁铁对桌面的压力减小，磁铁受到向左的摩擦力，因此A、D正确．答案：AD7.如图所示，有两根长为L 、质量为m 的细导体棒a 、b ，a 被水平放置在倾角为45°的光滑斜面上，b 被水平固定在与a 在同一水平面的另一位置，且a 、b 平行，它们之间的距离为x .当两细棒中均通以电流强度为I 的同向电流时，a 恰能在斜面上保持静止，则b 的电流在a 处产生的磁场的磁感应强度的说法错误的是( )A ．方向向上B ．大小为2mg 2LIC ．要使a 仍能保持静止，而减小b 在a 处的磁感应强度，可使b 上移D ．若使b 下移，a 将不能保持静止解析：由安培定则可知A 正确；由mg sin α＝BLI cos α知B ＝mg sin αLI cos α，B 错误；若要使B 最小，应在垂直斜面向上的方向上，所以C 、D 正确．答案：B8.如图所示，两根间距为d 的平行光滑金属导轨间接有电源E ，导轨平面与水平面间的夹角θ＝30°.金属杆ab 垂直导轨放置，导轨与金属杆接触良好．整个装置处于磁感应强度为B 的匀强磁场中．当磁场方向垂直导轨平面向上时，金属杆ab 刚好处于静止状态．要使金属杆能沿导轨向上运动，可以采取的措施是( )A ．增大磁感应强度BB ．调节滑动变阻器使电流减小C ．增大导轨平面与水平面间的夹角θD ．将电源正负极对调使金属杆中的电流方向改变解析：对金属杆受力分析，沿导轨方向：BEd R －mg sin θ＝0，若想让金属杆向上运动，则BEd R增大，A 项正确，B 项错误；若增大θ，则mg sin θ增大，C 项错误；若电流反向，则金属杆受到的安培力反向，D 项错误．答案：A9．如图甲所示，电流恒定的通电直导线MN ，垂直平放在两条相互平行的水平光滑长导轨上，电流方向由M 指向N ，在两轨间存在着竖直磁场，取垂直纸面向里的方向为磁感应强度的正方向，当t ＝0时导线恰好静止，若B 按如图乙所示的余弦规律变化，下列说法正确的是( )A ．在最初的一个周期内，导线在导轨上做往复运动B ．在最初的一个周期内，导线一直向左运动C ．在最初的半个周期内，导线的加速度先增大后减小D ．在最初的半个周期内，导线的速度先增大后减小解析：由安培力的表达式F ＝BIL 结合图乙可知，安培力F 在一个周期内随磁感应强度B的变化而变化，在前14周期内，安培力F 方向不变，大小变小，加速度方向不变，大小变小，由于初速度为零，所以在水平方向上做变加速直线运动；在14周期到12周期内，磁场方向改变，安培力方向改变，加速度方向改变，速度减小，至12周期时速度减小到零，所以D 项正确；而后在12周期到34周期内，MN 反向加速，在一个周期结束时又回到原来的位置，即做往复运动，所以A 项正确．答案：AD10.电磁炮是利用磁场对电流的作用力，把电能转变成机械能，使炮弹发射出去的．如图所示，把两根长为s ，互相平行的铜制轨道放在磁场中，轨道之间放有质量为m 的炮弹，炮弹架在长为l ，质量为M 的金属杆上，当有大的电流I 1通过轨道和炮弹时，炮弹与金属架在磁场力的作用下，获得速度v 1时刻的加速度为a ，当有大的电流I 2通过轨道和炮弹时，炮弹最终以最大速度v 2脱离金属架并离开轨道，设炮弹运动过程中受到的阻力与速度的平方成正比，求垂直于轨道平面的磁感应强度多大？解析：设运动中受总阻力F f ＝k v 2，炮弹与金属架在安培力和阻力合力作用下加速，根据牛顿第二定律，获得v 1速度时，BI 1l －k v 21＝(M ＋m )a ①当炮弹速度最大时，有BI 2l ＝k v 22②解①②得垂直轨道的磁感应强度为：B ＝(M ＋m )a v 22l (I 1v 22－I 2v 21). 答案：(M ＋m )a v 22l (I 1v 22－I 2v 21)11.如图所示，在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4 m ，质量为6×10－2 k g 的通电直导线，电流强度I ＝1 A ，方向垂直于纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动，整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4 T ，方向竖直向上的磁场中．设t ＝0时，B ＝0，则需要多长时间，斜面对导线的支持力为零？(g 取10 m/s 2)解析：斜面对导线的支持力为零时导线的受力如图所示．由平衡条件F T cos 37°＝F ①F T sin 37°＝mg ②由①②解得：F ＝mg tan 37°，代入数值得：F ＝0.8 N 由F ＝BIL 得：B ＝F IL ＝0.81×0.4T ＝2 T. B 与t 的变化关系为B ＝0.4 t ．所以t ＝5 s.答案：5 s12.水平面上有电阻不计的U 形导轨NMPQ ，它们之间的宽度为L ，M 和P 之间接入电动势为E 的电源(不计内阻)．现垂直于导轨搁一根质量为m ，电阻为R 的金属棒ab ，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B ，方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方，如图所示，问：(1)当ab 棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少？(2)若B 的大小和方向均能改变，则要使ab 棒所受支持力为零，B 的大小至少为多少？此时B 的方向如何？解析：从b 向a 看侧视图如图所示．(1)水平方向：F ＝F A sin θ①竖直方向：F N ＋F A cos θ＝mg ②又 F A ＝BIL ＝B E R L ③联立①②③得：F N ＝mg －BLE cos θR ，F ＝BLE sin θR.(2)使ab棒受支持力为零，且让磁场最小，可知安培力竖直向上．则有F A＝mgB min＝mgREL，根据左手定则判定磁场方向水平向右．答案：(1)mg－BLE cos θRBLE sin θR(2)mgREL方向水平向右。

高二物理磁场对电流的作用试题答案及解析1.在同一光滑斜面上放同一导体绑棒，右图所示是两种情况的剖面图。

它们所外空间有磁感强度大小相等的匀强磁场，但方向不同，一次垂直斜面向上，另一次竖直向上,两次导体A分别通有电流I1和I2，都处于静止平衡。

已知斜面的倾角为θ，则：（）A．I1：I2=cosθ：1B．I1：I2=1：1C．导体A所受安培力大小之比F1：F2=sinθ：cosθD．斜面对导体A的弹力大小之比N1：N2=cos2θ：1【答案】AD【解析】分别对导线受力分析，如图，利用平衡条件即可求解解得：解得：所以可见，AD正确，BC错误。

2.如图所示，两条导线相互垂直但相隔一小段距离，其中一条AB是固定的，另一条CD能自由转动，当直流电流按图示方向通入两条导线时，导线CD将(从纸外向纸内看)()A．顺时针方向转动，同时靠近导线ABB．逆时针方向转动，同时离开导线ABC．顺时针方向转动，同时离开导线ABD．逆时针方向转动，同时靠近导线AB【答案】D【解析】根据右手螺旋定则可知，电流AB产生的磁场在右边垂直纸面向里，在左边垂直纸面向外，电流CD处于电流AB产生的磁场中，在CD左右两边各取一小电流元，根据左手定则，左边的电流元所受的安培力方向向下，右边的电流元所受安培力方向向上，知CD导线逆时针方向转动(从纸外向纸内看)．当CD导线转过90°后，两电流为同向电流，相互吸引．所以导线CD逆时针方向转动，同时靠近导线AB．故D正确，A、B、C错误．【考点】本题考查电流对电流的作用、通电直导线和通电线圈周围磁场的方向，意在考查考生对左手定则、右手螺旋定则的理解和应用．3.如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ。

如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是( )A．棒中的电流变大，θ角变大B．两悬线等长变短，θ角变大C．金属棒质量变大，θ角变大D．磁感应强度变大，θ角变大【答案】AD【解析】对通电导线受力分析，求出夹角的关系表达式，然后根据物体平衡列出平衡方程分析答题．导体棒受力如图所示，根据物体的平衡条件有，而导体棒与磁场垂直，所受的安培力为大小为，方向水平向右,所以有，棒中电流I变大，θ角变大，故A选项正确；两悬线等长变短，重力和安培力均不变，故θ角不变，故B选项错误；金属棒质量变大，θ角变小，故C选项错误；磁感应强度变大，θ角变大，故D选项正确；【考点】左手定则安培力物体的平衡4.（4分）将长度为0.2m、通有1A电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场的方向如图所示。

高三一轮物理复习（人教版）第8章磁场第1节磁场磁场对电流的作用一、选择题(本大题共10小题，每小题7分，共计70分．每小题至少一个答案正确) 1．下列说法正确的是A．一切电荷的周围都存在磁场B．磁铁吸引铁棒，说明磁铁周围的磁场对铁棒有力的作用，由于铁棒周围没有磁场，因而对磁铁无磁力作用C．铁棒内分子电流取向变得大致相同时，对外就显出磁性了D．沿磁感线的方向，磁场逐渐减弱解析只有运动电荷周围才有磁场，故A错误；磁铁吸引铁棒，铁棒被磁化，其周围也有磁场，对磁铁也有磁力的作用，故B错误；根据分子电流假说，当物体内分子电流取向大致相同时，对外就显出磁性，故C正确；磁感线的疏密才表示磁场的强弱，故D错误．答案 C图8－1－142．通电的三角形闭合线框处在与其表面垂直的匀强磁场中，如图8－1－14所示，则线框所受安培力A．为零B．方向垂直ab边向外C．方向垂直bc边向外D．条件不充分，无法求解解析由于折线acb的等效长度与直线ab相等，且电流等大反向，因此直线ab受的安培力与折线acb所受的安培力大小相等，方向相反，合力为零，即线框所受安培力的合力为零，故选项A正确．答案 A图8－1－153．如图8－1－15所示，两个同心放置且共面的金属圆环，条形磁铁穿过圆心且与两环面垂直，通过两环的磁通量Φa、Φb比较，则A．Φa＞Φb B．Φa＜ΦbC．Φa＝Φb D．不能确定解析由于磁场的磁感线是闭合曲线，在磁体内是由S极指向N极，在磁体外是由N 极指向S极，且在磁体外的磁感线分布在磁体的周围较大的空间．又由于穿过圆环a、b的磁通量均为Φ＝Φ内－Φ外，因此面积越大，磁感线抵消得越多，合磁通量越小，故b环的磁通量较小．答案 A图8－1－164．把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来，使它的下端刚好跟杯里的水银面相接触，并使它组成如图8－1－16所示的电路图．当开关S接通后，将看到的现象是A．弹簧向上收缩B．弹簧被拉长C．弹簧上下跳动D．弹簧仍静止不动解析接通S后，弹簧中任意相邻两圈的电流方向均相同，它们将相互吸引，使弹簧收缩，下端脱离水银面，使电路断开．电路断开后，弹簧中的电流消失，弹簧在自身重力及弹力作用下下落．于是，电路又接通，弹簧又收缩…如此周而复始，弹簧上下跳动，C项正确．答案 C图8－1－175．如图8－1－17所示，在同一平面内四根彼此绝缘、固定放置的通电直导线，开始通入的电流i4＝i3＞i2＞i1.如果要使四根导线围成的方框中心点O的磁场减弱，可以A．只减弱i1，其他电流不变B．只增强i2，其他电流不变C．同时减弱i3、i4到某一定值，其他电流不变D．同时增强i3、i4到某一定值，其他电流不变解析根据题意可知合磁场的方向垂直纸面向里，导线i1产生的磁场方向也是垂直纸面向里，只减弱i1，其他电流不变，合磁场将减弱，所以A选项正确；导线i2产生的磁场方向也是垂直纸面向里，所以只增大i2，合磁场将增强，B选项错误；同时改变i3、i4到某一定值，对合磁场没有影响，因此C、D均错误．答案 A图8－1－186．如图8－1－18所示，在同一平面上有a、b、c三根等间距平行放置的长直导线，依次载有大小为1 A、2 A、3 A的电流，电流方向如图所示，则A．导线a所受的安培力方向向左B．导线b所受的安培力方向向右C．导线c所受的安培力方向向右D．由于不能判断导线c所在位置的磁场方向，所以导线c受的安培力方向也不能判断解析同向电流的通电导体间存在着相互吸引力，反向电流的通电导体间存在着相互排斥力．对a，它受到b和c对它的安培力的方向均向左，故A正确；对b，导线a对它有向右的排斥力，导线c对它有向右的吸引力，所以B正确；对c，a对它有向右的排斥力、b对它有向左的吸引力，但由于吸引力大于排斥力，故安培力的合力向左，选项C、D错误．答案AB图8－1－197．如图8－1－19所示，一金属直杆MN两端接有导线，悬挂于线圈上方，MN与线圈轴线均处于竖直平面内，为使MN垂直纸面向外运动，可以A．将a、c端接电源正极，b、d端接电源负极B．将b、d端接电源正极，a、c端接电源负极C．将a、d端接电源正极，b、c端接电源负极D．将a、c端接交流电源的一端，b、d端接交流电源的另一端解析A选项中接法，螺线管上端由安培定则知为N极，MN中电流方向向右，由左手定则知MN垂直纸面向外运动，故A正确．B选项中接法使螺线管上端为S极，MN中电流由N到M，由左手定则可判知B正确．同理可知C错误，D正确．D选项易受迷惑，但仔细分析会发现该选项与A、B选项相同，也可使导线向外运动．答案ABD图8－1－208．如图8－1－20所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央上方固定一根长直导线，导线与条形磁铁垂直，当导线中通以垂直纸面向里的电流时，用F N表示磁铁对桌面的压力，用F f表示桌面对磁铁的摩擦力，则导线通电后与通电前受力相比较是A．F N减小，F f＝0B．F N减小，F f≠0C．F N增大，F f＝0 D．F N增大，F f≠0解析(转换研究对象法)如图所示，画出一条通电电流为I的导线所在处的磁铁的磁感线，电流I处的磁场方向水平向左，由左手定则知，电流I受安培力方向竖直向上．根据牛顿第三定律可知，电流对磁铁的反作用力方向竖直向下，所以磁铁对桌面压力增大，而桌面对磁铁无摩擦力作用，故正确选项为C.答案 C9．在光滑绝缘的斜面上放置一根质量为m的长直通电导体棒，电流方向垂直于纸面向里，如图8－1－21所示．欲使导体棒静止，在斜面上施加匀强磁场的方向应为图8－1－21A．竖直向上B．竖直向下C．垂直斜面向上D．水平向右解析由左手定则，匀强磁场方向竖直向上时，受安培力方向水平向右，导体棒不能平衡，A不正确；匀强磁场方向竖直向下时，受安培力方向水平向左，导体棒能平衡，B 正确；匀强磁场方向垂直斜面向上时，受安培力方向沿斜面向下，导体棒不能平衡，C 不正确；匀强磁场方向水平向右时，受安培力方向竖直向下，导体棒不能平衡，D不正确．答案 B10．光滑平行导轨水平放置，导轨左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连，一根质量为m的导体棒ab，用长为l的绝缘细线悬挂，悬线竖直时导体棒恰好与导轨良好接触且细线处于张紧状态，如图8－1－22所示，空间有竖直方向的匀强磁场．当闭合开关S时，导体棒向右摆出，摆到最大高度时，细线与竖直方向成θ角，则图8－1－22A．磁场方向一定竖直向上B．导体棒离开导轨前受到向左的安培力C．导体棒摆到最大高度时重力势能的增加量等于mgl(1－cos θ)D．导体棒离开导轨前电源提供的电能大于mgl(1－cos θ)解析导体棒ab向右摆动，说明导体棒ab受到向右的安培力作用，由左手定则可知磁场方向一定竖直向下，A 、B 错误；电源提供的电能转化成了两部分，一部分是电路中所产生的焦耳热，另一部分是导体棒增加的机械能，D 正确；最大高度时，导体棒重力势能的增加量等于mgl(1－cos θ)，C 正确． 答案 CD11.如图，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流1I 和2I ，且12I I ；a 、b 、c 、d 为导线某一横截面所在平面内的四点，且a 、b 、c 与两导线共面；b 点在两导线之间，b 、d 的连线与导线所在平面垂直。

高中物理【磁场的描述 磁场对电流的作用】典型题1．如图所示，带负电的金属环绕轴OO ′以角速度ω匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡时的位置是( )A ．N 极竖直向上B ．N 极竖直向下C ．N 极沿轴线向左D ．N 极沿轴线向右解析：选C ．负电荷匀速转动，会产生与旋转方向反向的环形电流，由安培定则知，在磁针处磁场的方向沿轴OO ′向左．由于磁针N 极指向为磁场方向，可知选项C 正确．2．磁场中某区域的磁感线如图所示，则( )A ．a 、b 两处的磁感应强度的大小不等，B a ＞B bB ．a 、b 两处的磁感应强度的大小不等，B a ＜B bC ．同一通电导线放在a 处受力一定比放在b 处受力大D ．同一通电导线放在a 处受力一定比放在b 处受力小解析：选A ．磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小，由a 、b 两处磁感线的疏密程度可判断出B a >B b ，所以A 正确，B 错误；安培力的大小跟该处的磁感应强度的大小B 、电流大小I 、导线长度L 和导线放置的方向与磁感应强度的方向的夹角有关，故C 、D 错误．3.将长为L 的导线弯成六分之一圆弧，固定于垂直纸面向外、大小为B 的匀强磁场中，两端点A 、C 连线竖直，如图所示．若给导线通以由A 到C 、大小为I 的恒定电流，则导线所受安培力的大小和方向是( )A ．ILB ，水平向左B ．ILB ，水平向右C ．3ILB π，水平向右D ．3ILB π，水平向左解析：选D ．弧长为L ，圆心角为60°，则弦长AC ＝3L π，导线受到的安培力F ＝BIl ＝3ILB π，由左手定则可知，导线受到的安培力方向水平向左．4．如图所示，M 、N 和P 是以MN 为直径的半圆弧上的三点，O 为半圆弧的圆心，∠MOP ＝60°，在M 、N 处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，这时O 点的磁感应强度大小为B 1.若将M 处长直导线移至P 处，则O 点的磁感应强度大小为B 2，那么B 2与B 1之比为( )A ．3∶1B ．3∶2C ．1∶1D ．1∶2解析：选B ．如图所示，当通有电流的长直导线在M 、N 两处时，根据安培定则可知：二者在圆心O 处产生的磁感应强度大小都为B 12；当将M 处长直导线移到P 处时，两直导线在圆心O 处产生的磁感应强度大小也为B 12，做平行四边形，由图中的几何关系，可得B 2B 1＝B 22B 12＝cos 30°＝32，故选项B 正确．5.阿明有一个磁浮玩具，其原理是利用电磁铁产生磁性，让具有磁性的玩偶稳定地飘浮起来，其构造如图所示．若图中电源的电压固定，可变电阻为一可以随意改变电阻大小的装置，则下列叙述正确的是( )A ．电路中的电源必须是交流电源B ．电路中的a 端点须连接直流电源的负极C ．若增加环绕软铁的线圈匝数，可增加玩偶飘浮的最大高度D ．若将可变电阻的电阻值调大，可增加玩偶飘浮的最大高度解析：选C ．电磁铁产生磁性，使玩偶稳定地飘浮起来，电路中的电源必须是直流电源，电路中的a 端点须连接直流电源的正极，选项A 、B 错误；若增加环绕软铁的线圈匝数，电磁铁产生的磁性更强，电磁铁对玩偶的磁力增强，可增加玩偶飘浮的最大高度，选项C 正确；若将可变电阻的电阻值调大，电磁铁中电流减小，产生的磁性变弱，则降低玩偶飘浮的最大高度，选项D 错误．6.一通电直导线与x 轴平行放置，匀强磁场的方向与xOy 坐标平面平行，导线受到的安培力为F .若将该导线做成34圆环，放置在xOy 坐标平面内，如图所示，并保持通电的电流不变，两端点ab 连线也与x 轴平行，则圆环受到的安培力大小为( )A ．FB ．23πFC ．223πFD ．32π3F 解析：选C ．根据安培力公式，安培力F 与导线长度L 成正比；若将该导线做成34圆环，由L ＝34×2πR ，解得圆环的半径R ＝2L 3π，34圆环ab 两点之间的距离L ′＝2R ＝22L 3π.由F L ＝F ′L ′解得：F ′＝223πF ，选项C 正确． 7.在绝缘圆柱体上a 、b 两个位置固定有两个金属圆环，当两环通有如图所示电流时，b 处金属圆环受到的安培力为F 1；若将b 处金属圆环移动到位置c ，则通有电流为I 2的金属圆环受到的安培力为F 2.今保持b 处金属圆环原来位置不变，在位置c 再放置一个同样的金属圆环，并通有与a 处金属圆环同向、大小为I 2的电流，则在a 位置的金属圆环受到的安培力( )A ．大小为|F 1－F 2|，方向向左B ．大小为|F 1－F 2|，方向向右C ．大小为|F 1＋F 2|，方向向左D ．大小为|F 1＋F 2|，方向向右解析：选A ．c 金属圆环对a 金属圆环的作用力大小为F 2，根据同方向的电流相互吸引，可知方向向右，b 金属圆环对a 金属圆环的作用力大小为F 1，根据反方向的电流相互排斥，可知方向向左，所以a金属圆环所受的安培力大小|F1－F2|，由于a、b间的距离小于a、c 间距离，所以两合力的方向向左．8．如图，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流．a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等．关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是()A．O点处的磁感应强度为零B．a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反C．c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同D．a、c两点处磁感应强度的方向不同解析：选C．由安培定则可知，两导线中的电流在O点产生的磁场均竖直向下，合磁感应强度一定不为零，选项A错；由安培定则知，两导线中的电流在a、b两点处产生的磁场的方向均竖直向下，由于对称性，M中电流在a处产生的磁场的磁感应强度等于N中电流在b处产生的磁场的磁感应强度，同时M中电流在b处产生的磁场的磁感应强度等于N 中电流在a处产生的磁场的磁感应强度，所以a、b两点处磁感应强度大小相等，方向相同，选项B错；根据安培定则，两导线中的电流在c、d两点处产生的磁场垂直c、d两点与导线的连线方向向下，且产生的磁场的磁感应强度大小相等，由平行四边形定则可知，c、d 两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，选项C正确；a、c两点处磁感应强度的方向均竖直向下，选项D错．9. (多选)如图所示，金属细棒质量为m，用两根相同轻弹簧吊放在水平方向的匀强磁场中，弹簧的劲度系数为k，棒ab中通有恒定电流，棒处于平衡状态，并且弹簧的弹力恰好为零．若电流大小不变而方向反向，则()A．每根弹簧弹力的大小为mgB．每根弹簧弹力的大小为2mgC ．弹簧形变量为mg kD ．弹簧形变量为2mg k解析：选AC ．电流方向改变前，对棒受力分析，根据平衡条件可知，棒受到的安培力竖直向上，大小等于mg ；电流方向改变后，棒受到的安培力竖直向下，大小等于mg ，对棒受力分析，根据平衡条件可知，每根弹簧弹力的大小为mg ，弹簧形变量为mg k，选项A 、C 正确．10.如图所示，两平行光滑金属导轨CD 、EF 间距为L ，与电动势为E 0的电源相连，质量为m 、电阻为R 的金属棒ab 垂直于导轨放置构成闭合回路，回路平面与水平面成θ角，回路其余电阻不计．为使ab 棒静止，需在空间施加的匀强磁场磁感应强度的最小值及其方向分别为( )A ．mgR E 0L，水平向右 B ．mgR cos θE 0L，垂直于回路平面向上 C ．mgR tan θE 0L，竖直向下 D ．mgR sin θE 0L，垂直于回路平面向下 解析：选D ．对金属棒受力分析，受重力、支持力和安培力，如图所示；从图可以看出，当安培力沿斜面向上时，安培力最小，故安培力的最小值为：F A ＝mg sin θ，故磁感应强度的最小值为B ＝F A IL ＝mg sin θIL ，根据欧姆定律，有E 0＝IR ，故B ＝mgR sin θE 0L，故D 正确．11.已知直线电流在其空间某点产生的磁场，其磁感应强度B 的大小与电流强度成正比，与点到通电导线的距离成反比．现有平行放置的三根长直通电导线，分别通过一个直角三角形△ABC 的三个顶点且与三角形所在平面垂直，如图所示，∠ACB ＝60°，O 为斜边的中点．已知I1＝2I2＝2I3，I2在O点产生的磁场磁感应强度大小为B，则关于O点的磁感应强度，下列说法正确的是()A．大小为2B，方向垂直AB向左B．大小为23B，方向垂直AB向左C．大小为2B，方向垂直AB向右D．大小为23B，方向垂直AB向右解析：选B．导线周围的磁场的磁感线，是围绕导线形成的同心圆，空间某点的磁场沿该点的切线方向，即与该点和导线的连线垂直，根据右手螺旋定则，可知三根导线在O点的磁感应强度的方向如图所示．已知直线电流在其空间某点产生的磁场，其磁感应强度B 的大小与电流强度成正比，与点到通电导线的距离成反比，已知I1＝2I2＝2I3，I2在O点产生的磁场磁感应强度大小为B，O点到三根导线的距离相等，可知B3＝B2＝B，B1＝2B，由几何关系可知三根导线在平行于AB方向的合磁场为零，垂直于AB方向的合磁场为23B.综上可得，O点的磁感应强度大小为23B，方向垂直于AB向左．故B正确，A、C、D 错误．12．(多选)光滑平行导轨水平放置，导轨左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连，右端与半径为L＝20 cm的两段光滑圆弧导轨相接，一根质量m＝60 g、电阻R＝1 Ω、长为L的导体棒ab，用长也为L的绝缘细线悬挂，如图所示，系统空间有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度B＝0.5 T，当闭合开关S后，导体棒沿圆弧摆动，摆到最大高度时，细线与竖直方向成θ＝53°角，摆动过程中导体棒始终与导轨接触良好且细线处于张紧状态，导轨电阻不计，sin 53°＝0.8，g＝10 m/s2，则()A．磁场方向一定竖直向下B．电源电动势E＝3.0 VC．导体棒在摆动过程中所受安培力F＝3 ND．导体棒在摆动过程中电源提供的电能为0.048 J解析：选AB．导体棒向右沿圆弧摆动，说明受到向右的安培力，由左手定则知该磁场方向一定竖直向下，A项正确；导体棒摆动过程中只有安培力和重力做功，由动能定理知BIL·L sin θ－mgL(1－cos θ)＝0，代入数值得导体棒中的电流为I＝3 A，由E＝IR得电源电动势E＝3.0 V，B项正确；由F＝BIL得导体棒在摆动过程中所受安培力F＝0.3 N，C项错误；由能量守恒定律知电源提供的电能W等于电路中产生的焦耳热Q和导体棒重力势能的增加量ΔE的和，即W＝Q＋ΔE，而ΔE＝mgL(1－cos θ)＝0.048 J，D项错误．13．(多选)某同学自制的简易电动机示意图如图所示．矩形线圈由一根漆包线绕制而成，漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出，并作为线圈的转轴．将线圈架在两个金属支架之间，线圈平面位于竖直面内，永磁铁置于线圈下方．为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来，该同学应将()A．左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉B．左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉C．左转轴上侧的绝缘漆刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉D．左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉解析：选AD．若将左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉，这样当线圈在图示位置时，线圈的上下边受到水平方向的安培力而转动，转过一周后再次受到同样的安培力而使其连续转动，选项A正确；若将左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉，则当线圈在图示位置时，线圈的上下边受到安培力而转动，转过半周后再次受到相反方向的安培力而使其停止转动，选项B 错误；左转轴上侧的绝缘漆刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉，电路不能接通，故不能转起来，选项C 错误；若将左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉，这样当线圈在图示位置时，线圈的上下边受到安培力而转动，转过半周后电路不导通，转过一周后再次受到同样的安培力而使其连续转动，选项D 正确．14．光滑的金属轨道分水平段和圆弧段两部分，O 点为圆弧的圆心．两金属轨道之间的宽度为0.5 m ，匀强磁场方向如图所示，大小为0.5 T ．质量为0.05 kg 、长为0.5 m 的金属细杆置于金属水平轨道上的M 点．当在金属细杆内通以电流强度为2 A 的恒定电流时，金属细杆可以沿轨道由静止开始向右运动．已知MN ＝OP ＝1 m ，则下列说法中正确的是( )A ．金属细杆开始运动时的加速度大小为5 m/s 2B ．金属细杆运动到P 点时的速度大小为5 m/sC ．金属细杆运动到P 点时的向心加速度大小为10 m/s 2D ．金属细杆运动到P 点时对每一条轨道的作用力大小为0.75 N解析：选D ．金属细杆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 ＝0.5 N ，金属细杆开始运动时的加速度大小为a ＝F 安m＝10 m/s 2，选项A 错误；对金属细杆从M 点到P 点的运动过程，安培力做功W 安＝F 安·(MN ＋OP )＝1 J ，重力做功W G ＝－mg ·ON ＝－0.5 J ，由动能定理得W 安＋W G ＝12m v 2，解得金属细杆运动到P 点时的速度大小为v ＝20 m/s ，选项B 错误；金属细杆运动到P 点时的向心加速度大小为a ′＝v 2r＝20 m/s 2，选项C 错误；在P 点金属细杆受到轨道水平向左的作用力F 和水平向右的安培力F 安，由牛顿第二定律得F －F 安＝m v 2r，解得F ＝1.5 N ，每一条轨道对金属细杆的作用力大小为0.75 N ，由牛顿第三定律可知金属细杆运动到P 点时对每一条轨道的作用力大小为0.75 N ，选项D 正确．。

图1 图3图4磁场对电流的作用训练题1 (2011·大纲全国卷·15)如图1，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I 1和I 2，且I 1>I 2；a 、b 、c 、d 为导线某一横截面所在平面内的四点且a 、b 、c 与两导线共面；b 点在两导线之间，b 、d的连线与导线所在平面垂直，磁感应强度可能为零的点是( )A ．a 点B ．b 点C ．c 点D ．d 点2.(2011·新课标全国卷·14)为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I 引起的．在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是( )3.如图3所示，条形磁铁放在光滑斜面上，用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡，A 为水平放置的直导线的截面，导线中无电流时磁铁对斜面的压力为F N1；当导线中有垂直纸面向外的电流时，磁铁对斜面的压力为F N2，则下列关于压力和弹簧的伸长量的说法中正确的是 ( )A ．F N1<F N2，弹簧的伸长量减小B ．F N1＝F N2，弹簧的伸长量减小C ．F N1>F N2，弹簧的伸长量增大D ．F N1>F N2，弹簧的伸长量减小4.倾角为α的导电轨道间接有电源，轨道上放有一根静止的金属杆ab.现垂直轨道平面向上加一匀强磁场，如图4所示，磁感应强度B 逐渐增加的过程中，ab 杆受到的静摩擦力 ( )A ．逐渐增大B ．逐渐减小C ．先增大后减小D ．先减小后增大5. 如图所示，光滑的金属轨道分水平段和圆弧段两部分，O 点为圆弧的圆心．两金属轨道之间的宽度为0.5 m ，匀强磁场方向如图，大小为0.5 T ．质量为0.05 kg 、长为0.5 m 的金属细杆置于金属轨道上的M 点．当在金属细杆内通以电流强度为2 A 的恒定电流时，金属细杆可以沿杆向右由静止开始运图1图2动．已知MN ＝OP ＝1 m ，则 ( )A ．金属细杆开始运动时的加速度大小为5 m/s 2B ．金属细杆运动到P 点时的速度大小为5 m/sC ．金属细杆运动到P 点时的向心加速度大小10 m/s 2D ．金属细杆运动到P 点时对每一条轨道的作用力大小为0.75 N6．关于磁感应强度B ，下列说法中正确的是 ( )A ．根据磁感应强度定义B ＝F IL ，磁场中某点的磁感应强度B 与F 成正比，与I 成反比 B ．磁感应强度B 是标量，没有方向C ．磁感应强度B 是矢量，方向与F 的方向相反D ．在确定的磁场中，同一点的磁感应强度B 是确定的，不同点的磁感应强度B 可能不同，磁感线密集的地方磁感应强度B 大些，磁感线稀疏的地方磁感应强度B 小些7．下列各图中，用带箭头的细实线标出了通电直导线周围磁感线的分布情况，其中正确的是()8. 在磁场中某区域的磁感线，如图1所示，则( )A ．a 、b 两处的磁感应强度的大小不等，B a ＞B bB ．a 、b 两处的磁感应强度的大小不等，B a ＜B bC ．同一通电导线放在a 处受力一定比放在b 处受力大D ．同一通电导线放在a 处受力一定比放在b 处受力小9. 两根长直导线a 、b 平行放置，如图2所示为垂直于导线的截面图，图中O 点为两根导线连线ab 的中点，M 、N 为ab 的中垂线上的两点且与a 、b 等距，两导线中通有等大、同向的恒定电流，已知直线电流在某点产生的磁场的磁感应强度B 的大小跟该点到通电导线的距离r 成反比，则下列说法中正确的是 ( )A ．M 点和N 点的磁感应强度大小相等，方向相同B ．M 点和N 点的磁感应强度大小相等，方向相反C ．在线段MN 上各点的磁感应强度都不可能为零图3图4 图5图6 D ．若在N 点放一小磁针，静止时其北极沿ON 指向O 点10. (2011·新课标全国卷·18)电磁轨道炮工作原理如图3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11．通有电流的导线L 1、L 2处在同一平面(纸面)内，L 1是固定的，L 2可绕垂直纸面的固定转轴O 转动(O 为L 2的中心)，各自的电流方向如图4所示．下列哪种情况将会发生 ( )A ．因L 2不受磁场力的作用，故L 2不动B ．因L 2上、下两部分所受的磁场力平衡，故L 2不动C ．L 2绕轴O 按顺时针方向转动D ．L 2绕轴O 按逆时针方向转动12. 某专家设计了一种新型电磁船，它不需螺旋桨推进器，航行时平稳而无声，时速可达100英里．这种船的船体上安装一组强大的超导线圈，在两侧船舷装上一对电池，导电的海水在磁场力作用下即会推动船舶前进．如图5所示是超导电磁船的简 化原理图，AB 和CD 是与电池相连的导体，磁场由超导线圈产生．以下说法正确的是( )A ．船体向左运动B ．船体向右运动C ．无法断定船体向哪个方向运动D ．这种新型电磁船会由于良好的动力性能而提高船速13. 如图6所示，用粗细均匀的电阻丝折成平面梯形框架，ab 、cd 边均与ad 边成60°角，ab ＝bc ＝cd ＝L ，长度为L 的电阻丝电阻为r ，框架与一电动势为E ，内阻为r 的电源相连接，垂直于框架平面有磁感应强度为B 的匀强磁场，则框架受到的安培力的合力大小为 ( )图7A ．0 B.5BEL 11r C.10BEL 11r D.BEL r14. 均匀直角金属杆aOb 可绕水平光滑轴O 在竖直平面内转 动，Oa<Ob.现加一水平方向的匀强磁场B 并通以电流I ，若撤去外力后恰能使直角金属杆Ob 部分保持水平，如图7所 示．则 ( )A ．电流I 一定从a 点流入才能使杆保持平衡B ．电流I 从b 点流入也可能使杆保持平衡C ．直角金属杆受到的弹力一定竖直向上D ．直角金属杆受到安培力与重力的合力为零15.已知地磁场的水平分量为B ，利用这一值可以测定某一弱磁 场的磁感应强度，如图12所示为测定通电线圈中央一点的 磁感应强度的实验．实验方法：①先将未通电线圈平面固定 于南北方向竖直平面内，中央放一枚小磁针，N 极指向北方；②给线圈通电，此时小磁针N 极指北偏东θ角后静止，由此可以确 定线圈中电流方向(由东向西看)与线圈中央的合磁感应强度分别为( )A ．顺时针；B cos θ B ．顺时针；B sin θC ．逆时针；B cos θD ．逆时针；。