鲁科版高中物理必修二《磁场及磁场对电流的作用》练习题.docx

高二物理磁场对电流的作用试题答案及解析1.如图所示，直导线处于足够大的匀强磁场中，与磁感线成θ=30°角，导线中通过的电流为I，为了增大导线所受的安培力，可采取下列四种办法，其中不正确的是( )A．增大电流IB．增加直导线的长度C．使导线在纸面内顺时针转30°D．使导线在纸面内逆时针转60°【答案】C【解析】为了增大导线所受的磁场力，由可得：增大电流，增大直导线长度都可以增大安培力，AB不符合题意；使导线在纸面内顺时针转30°则导线方向和磁场方向平行，安培力为零，减小，C符合题意；使导线在纸面内逆时针转60°则，安培力增大，故不符合题意，故选C【考点】考查了安培力的计算2.如图所示,条形磁铁放在桌面上,一根通电直导线由S极的上端平移到N极的上端的过程中,导线保持与磁铁垂直,导线的通电方向如图所示.则这个过程中磁铁受到的摩擦力(磁铁保持静止) ( ) A．为零B．方向由左变为向右C．方向保持不变D．方向由右变为向左【答案】B【解析】首先磁铁上方的磁感线从N极出发回到S极，是曲线，直导线由S极的上端平移到N极的上端的过程中，电流的受力由左上方变为正上方再变为右上方，根据牛顿第三定律磁铁受到的力由右下方变为正下方再变为左下方，磁铁静止不动，所以所受摩擦力方向由向左变为向右。

B正确。

【考点】考查了磁场对电流的作用3.下图中分别标明了通电直导线中电流I、匀强磁场的磁感应强度B和电流所受安培力F的方向，其中正确的是（）【答案】A【解析】根据左手定则让B垂直穿过手心，四指指向电流的方向，拇指指向安培力的方向，可以判断A选项正确；B图通电导线不受力，故B错误；C图F方向竖直向下，故C错误；D图F方向应垂直直面向外，所以D错误。

【考点】本题考查安培力方向的判断、左手定则的使用。

4.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。

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 。

高三物理磁场及其对电流的作用单元复习测试
题（带答案）
高中物理与九年义务教育物理或者科学课程相衔接，主旨在于进一步提高同学们的科学素养，与实际生活联系紧密，研究的重点是力学。

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一、选择题1.一段直导线L=1 m，其中通有I=1 A的电流，受到垂直于纸面向外的大小为F=1 N的磁场力作用，据此()A.既可以确定这个磁场的磁感应强度的大小，又可以确定磁感应强度的方向B.仅能确定磁感应强度的大小，不能确定磁感应强度的方向C.仅能确定磁感应强度的方向，不能确定磁感应强度的大小D.磁感应强度的大小和方向均无法确定
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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。

磁场及磁场对电流的作用一、磁场、磁感应强度、磁感线1、磁场（1）磁场： 磁极 、 电流 和 运动电荷 周围存在的一种物质；所有磁现象都起源于 电荷运动 ；磁场对放入其中的 磁体 ( 通电导线 和 运动电荷 )产生力的作用；（2）磁场的方向：规定小磁针在磁场中 N 极的受力方向(或小磁针 静止时 N 极的指向)为该处的磁场方向.2、磁感线及其特点用来形象描述磁场的一组假想曲线，任意一点的 切线方向 为该点磁场方向，其疏密反映磁场的 强弱 ；在磁体外部磁感线由 N 极到 S 极，在内部由 S 极到 N 极，形成一组永不 相交 的 闭合 曲线.3、磁感应强度用来表示磁场强弱和方向的物理量(符号：B ).定义：在磁场中 垂直 于磁场方向的通电导线，所受安培力与电流的比值. 大小：B ＝ILF，单位：特斯拉(符号：T). 方向：磁场中某点的磁感应强度方向是该点磁场的方向，即通过该点的磁感线的切线方向；磁感应强度的大小由 磁场本身 决定，与放入磁场中的电流无关.磁感应强度是 矢 量.二、几种常见的磁感线1、条形磁铁的磁感线：见图1，外部中间位置磁感线切线与条形磁铁平行；2、蹄形磁铁的磁感线：见图2.图1 图23、电流的磁感线：电流方向与磁感线方向的关系由 安培定则 来判定.4、地磁场的磁感线：见图3，地球的磁场与条形磁铁的磁场相似，其主要特点有三个：（1）地磁场的N极在地理南极附近，S极在地理北极附近；B y在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下；（3）在赤道平面上，距离表面高度相等的各点，磁感应强度相等，且方向水平向北.5、匀强磁场的磁感线：磁场的强弱及方向处处相同；其磁感线是疏密相同，方向相同的平行直线；距离很近的两个异名磁极之间的磁场及通电螺线管内部的磁场(边缘部分除外)，都可以认为是匀强磁场.三、安培力的方向和大小（匀强磁场中的安培力）1、安培力的方向（1）定义：磁场对电流的作用力叫安培力。

（2）左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线垂直掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。

【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。

鲁科版高三物理8.2磁场对运动电荷的作用专项练习（带答案与解析）的正确答案、解答解析、考点详解姓名:_____________ 年级:____________ 学号:______________题型选择题填空题解答题判断题计算题附加题总分得分1.【题文】(2009年高考广东卷)带电粒子垂直匀强磁场方向运动时，会受到洛伦兹力的作用．下列表述正确的是( )A．洛伦兹力对带电粒子做功B．洛伦兹力不改变带电粒子的动能C．洛伦兹力的大小与速度无关D．洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向【答案】B【解析】选B.洛伦兹力的特点是永远与运动方向垂直，永不做功，故选B.2.【题文】带电粒子(重力不计)穿过饱和蒸汽时，在它走过的路径上饱和蒸汽便凝成小液滴，从而显示了粒子的径迹，这就是云室的原理，如图8—2—25所示是云室的拍摄照片，云室中加了垂直于照片向外的匀强磁场，图中oa、ob、oc、od是从o点发出的四种粒子的径迹，下列说法中正确的是( )图8－2－25A．四种粒子都带正电B．四种粒子都带负电C．打到a、b点的粒子带正电D．打到c、d点的粒子带正电【答案】D【解析】ab两粒子向上偏转即受到的洛伦兹力向上，磁场向外所以此时四指的方向应当水平向左，即四指的指向与两粒子运动方向相反，所以ab两粒子带负电，故AC错误．cd两粒子向下偏转即受到的洛伦兹力向下，磁场向外所以此时四指的方向应当水平向右，即四指的指向与两粒子运动方向相相同，所以cd两粒子带正电，故B错误，D正确．3.【题文】(2010年高考重庆理综卷)如图8－2－26所示，矩形MNPQ区域内有方向垂直于纸面的匀强磁场，有5个带电粒子从图中箭头所示位置垂直于磁场边界进入磁场，在纸面内做匀速圆周运动，运动轨迹为相应的圆弧．这些粒子的质量、电荷量以及速度大小如下表所示.评卷人得分图8－2－26由以上信息可知，从图中a、b、c处进入的粒子对应表中的编号分别为( )A．3、5、4B．4、2、5C．5、3、2D．2、4、5【答案】D【解析】选D.由带电粒子在匀强磁场中的运动轨迹并结合左手定则可知，a、b、c三个带电粒子分别带正、正、负电荷，而a、b、c三个带电粒子在磁场中做圆周运动的半径之比为r1∶r2∶r3＝2∶3∶2，由r＝可知五个带电粒子在磁场中做圆周运动的半径之比为∶2∶3∶3∶2，所以a、b、c三个带电粒子对应表中编号2、4、5，D正确．4.【题文】(2010年福建省质检)回旋加速器是加速带电粒子的装置．其主体部分是两个D形金属盒，两金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，并分别与高频交流电源有两极相连接，从而使粒子每次经过两盒间的狭缝时都得到加速，如图8－2－27所示．现要增大带电粒子从回旋加速器射出时的动能，下列方法可行的是( )图8－2－27A．增大金属盒的半径B．减小狭缝间的距离C．增大高频交流电压D．减小磁场的磁感应强度【答案】A【解析】选A.带电粒子射出时运动轨迹的半径等于D形盒的半径，设D形盒的半径为R，则有qvB＝m，最大动能mv2＝，显然增大金属盒的半径R、增大磁感应强度B均可以增大最大动能，A项正确．5.【题文】(2010年高考课标全国卷)如图8－2－28所示，在0≤x≤a、0≤y≤范围内垂直于xOy平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B.坐标原点O处有一个粒子源，在某时刻发射大量质量为m、电荷量为q的带正电粒子，它们的速度大小相同，速度方向均在xOy平面内，与y轴正方向的夹角分布在0～90°范围内．已知粒子在磁场中做圆周运动的半径介于a/2到a之间，从发射粒子到粒子全部离开磁场经历的时间恰好为粒子在磁场中做圆周运动周期的四分之一．求最后离开磁场的粒子从粒子源射出时的图8－2－28(1)速度的大小；(2)速度方向与y轴正方向夹角的正弦．【答案】(1)(2－)(2)【解析】(1)设粒子的发射速度为v，粒子做圆周运动的轨道半径为R，由牛顿第二定律和洛伦兹力公式，得qvB＝m①由①式得R＝②当a/2＜R＜a时，在磁场中运动时间最长的粒子，其轨迹是圆心为C的圆弧，圆弧与磁场的上边界相切，如图所示．设该粒子在磁场运动的时间为t，依题意t＝T/4，得∠OCA＝③设最后离开磁场的粒子的发射方向与y轴正方向的夹角为α，由几何关系可得Rsinα＝R－④Rsinα＝a－Rcosα⑤又sin2α＋cos2α＝1⑥由④⑤⑥式得R＝(2－)a⑦由②⑦得v＝(2－).(2)由④⑦式得sin α＝.答案：(1)(2－) (2)。

第1节探究磁场对电流的作用一、单选题（每道小题3分共30分）1 •在图中，标出磁场B 的方向，通屯直导线中电流I 的方向，以及通电直导线所受磁场力F 的方向，其中正确的是 口2. 通电螺线管内有一在磁场力作用下面处于静止的小磁针，磁针指向 如图所示，则[]A. 螺线管的P 端为N 极，a 接电源的正极B. 螺线管的P 端为N 极，a 接电源的负极C. 螺线管的P 端为S 极，a 接电源的止极I ）•螺线管的P 端为S 极，a 接电源的负极3•关于磁感线的描述，错误的是[]A. 磁感线是表示磁场强弱和方向的曲线B. 磁感线是闭合的曲线C. 任意两条磁感线都不能相交D. 自由的小磁针在磁场作用下，将沿磁感线运动x x F x XX X X XA *FCB4•如图所示为两根互相平行的通电直导线a, b的横截面图，a, b中的电流方向己在图中标岀，那么导线a中的电流产生的磁场的磁感线环绕方向及导线b所受的磁场力的方向分别是：[]A.磁感线顺吋针方向，磁场力向左B.磁感线顺时针方向，磁场力向右C.磁感线逆时针方向，磁场力向左\parD.磁感线逆时针方向，磁场力向右5.如图所示，在水平放置的光滑绝缘杆ab上,挂有两个相同的金属环M和N.当两环均通以图示的相同方向的电流时，分析下列说法中，哪种说法正确[]A.两环静止不动B.两环互相靠近C.两环互相远离D.两环同时向左运动6••—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 []A.适当减小磁感应强度B.使磁场反向C.适当增人电流强度D.使电流反向7.如图所示，载有恒定电流的闭合弹簧线圈环套在条形磁铁的中心位置，则[]bA.环受沿半径向外的安培力，磁铁的磁场穿过环内的磁通量有增犬倾向B. 环受沿半径向外的安培力，磁铁的磁场穿过环内的磁通量有减小倾 向C. 环受沿半径向内的安培力，磁铁的磁场穿过环内的磁通量有增大倾向D. 环受沿半径向内的安培力，磁铁的磁场穿过环内的磁通量有减小倾向8•如图所示，一个闭合线圈套在条形磁铁靠近N极这一端，当在线圈中通以图示方向的电流I 时，贝I 」[]A. 线圈圆面将有被拉大的倾向B. 线圈圆面将有被压小的倾向C. 线圈将向上平移D. 线圈将向S 极一端平移9•如图，四个相同的矩形线圈，通以相同的 电流，同时放在匀强磁场内，线圈平面都与磁场平行，所不同的只是各线圈的转轴00’ 位置不同，下面说法正确的是 []A. C 所受力矩最大氏b 所受力矩最小C. 网个线圈所受力矩各不相同0’ & o'abedD.四个线圈所受力矩相同二、填空题（1-2每题3分,3-4每题4分，第5小题6分，共20分）1. 一面积为S的长方形线圈从图所示的位置在磁感应强度为B的匀强磁场屮转动（转轴与磁场方向垂直）了60°的瞬时，穿过线圈的磁通量 F 二_.2•如图所示，一粗细均匀、重1N的金属丝此，两端用相同的轻弹簧挂起（弹簧下端与金属丝绝缘），放在一方向垂直于纸而向里的匀强磁场（匀强磁场的范围足够大）中，若在金属丝中通入大小为I、方向口 a.至b的电流，此时所受安培力的大小为0. 5N,金属丝下降lmm；若改在b 金属丝中通入大小仍为I但方向自b至a的电流，金属丝应下降______ mm.3.__________________________ 如图，通电导线ab紧靠着竖直导轨恰能匀速下滑，已知ab和导轨间的摩擦系数为0.50,匀强磁场方向竖直向上，ab质量为0.010kg, 则通过ab的电流方向为,ab受的磁场力为_______________ y八_________ （g 取lOm/s2）4•如图所示，止方形线框每边长为L,每边质量为m,可厂绕z轴自由转动，由于线框通入电流而转至图中虚线位置，线框平面和竖直方向夹角为a ,设线框中电流强度为I,方向为逆吋针方向，则与y轴平行的磁场的磁感应强度的方向为 ______ ,大小为5•如图所示，有一正方形线框边长为0・4叫线框平面和匀强磁场的磁感线夹角为30°，现已知线框内磁通量为0・2Wb,则磁场的磁感应强度为B二___T.当线框平面以0为轴逆时针旋转30。

高二物理探究磁场对电流的作用试题1.在图中，标出磁场B的方向，通电直导线中电流I的方向，以及通电直导线所受磁场力F的方向，其中正确的是 [ ]【答案】C【解析】根据左手定则可得A中导线受到的安培力方向为竖直向下，A错误，B中导线不会磁场力作用，B错误，C正确，D中的安培力方向应垂直纸面向外，D错误，思路分析：根据左手定则分析试题点评：本题考查了对左手定则的应用，2.如图所示, 在水平放置的光滑绝缘杆ab上, 挂有两个相同的金属环M和N．当两环均通以图示的相同方向的电流时，分析下列说法中，哪种说法正确 [ ]A．两环静止不动B．两环互相靠近C．两环互相远离D．两环同时向左运动【答案】B【解析】当平行导线同相同方向的电流时，两导线之间是相互吸引关系，当通相反电流时，两导线是相互排斥关系，B正确，思路分析：因为电流的磁效应，通电导线会产生磁场，会对放入其中的电流产生力的作用，所以可以判断出当平行导线同相同方向的电流时，两导线之间是相互吸引关系，当通相反电流时，两导线是相互排斥关系试题点评：当平行导线同相同方向的电流时，两导线之间是相互吸引关系，当通相反电流时，两导线是相互排斥关系，可以当成一个结论来使用3.如图，四个相同的矩形线圈，通以相同的电流，同时放在匀强磁场内，线圈平面都与磁场平行，所不同的只是各线圈的转轴OO'位置不同，下面说法正确的是 [ ]A．C所受力矩最大B．b所受力矩最小C．四个线圈所受力矩各不相同D．四个线圈所受力矩相同【答案】 D【解析】A中的是两个边受到安培力作用，为,B中的安培力力矩为,C中的安培力力矩为,D中的力矩为，所以D正确，思路分析：四个力矩分别为：，，，试题点评：本题考查了对安培力公式的应用，关键是对力矩的公式必须理解掌握4.关于磁场和磁感线的描述，下列说法中正确的是： [ ]A．磁感线从永久磁铁的N极发出指向S极，并在S极终止B．任何磁场的磁感线都不会相交C．磁感线可以用来表示磁场的强弱和方向D．匀强磁场的磁感线平行等距，但这只是空间磁场内局部范围内的情况，整体的匀强磁场是不存在的【答案】BCD【解析】磁感线从永久磁铁外部的N极发出指向S极，然后再从内部S极回到N极，形成闭合的曲线，A错误，任何磁场的磁感线都不会相交，因为交点处的磁场有两个方向与现实不符，B 正确，思路分析：磁感线可以用来表示磁场的强弱和方向，匀强磁场的磁感线平行等距，但这只是空间磁场内局部范围内的情况，整体的匀强磁场是不存在的，磁感线从永久磁铁外部的N极发出指向S极，然后再从内部S极回到N极，形成闭合的曲线，任何磁场的磁感线都不会相交，因为交点处的磁场有两个方向与现实不符，试题点评：本题考查了对磁感线的理解，磁感线是闭合的曲线从永久磁铁外部的N极发出指向S 极，然后再从内部S极回到N极，形成闭合的曲线，5.彼此绝缘、互相垂直放置的两通电直导线中电流方向如图所示，在两导线周围空间磁场较强的区域在 [ ]A．Ⅰ区B．Ⅱ区C．Ⅲ区D．Ⅳ区【答案】BD【解析】先根据右手定则判断每根通电直导线在每个区域内产生的磁场，然后根据矢量的叠加可得，2区和4区的磁场最强，D正确思路分析：根据右手定则判断每根通电直导线在每个区域内产生的磁场，然后根据矢量的叠加可得，试题点评：本题考查了右手的定则以及磁场的叠加问题，关键是细心分析6.对电流磁效应的对称性思考或逆向思维，人们提出的问题是（）A．摩擦产生热B．电流产生磁C．电动机D．磁体产生电流【答案】D【解析】奥斯特发现了电流的磁效应，即电生磁现象，很多科学家开始进行研究，其中具有代表性的有安培、法拉第等，法拉第坚信电与磁是紧密联系的，通过对电流磁效应的逆向思维，认为磁一定能生电，经十年的不懈努力，终于发现了电磁感应现象，故D正确．故选D.7.右上图为磁流体发电机的示意图，流体中的正、负离子均受到匀强磁场的作用，向M、N两金属极板运动，下列说法正确的是A．正离子向N极偏转，负离子向M极偏转B．正离子向M极偏转，负离子向N极偏转C．正、负离子均向N极偏转D．正、负离子均向M极偏转【答案】A【解析】根据左手定则可以判断正离子受洛伦兹力向下，负离子受洛伦兹力向上，因此正离子向N极偏转，负离子向M极偏转，故BCD错误，A正确．故选A．8.电磁炮通过安培力做功把电能转化成动能，将炮弹发射出去。