高三物理总复习巩固练习磁场对电流的作用基础

【巩固练习】

一、选择题

1、（2016 山东模拟）如图所示的下列各图中，表示通电直导线在匀强磁场中所受磁场力的情况，其中磁感应强度B、电流I、磁场力F三者之间的方向关系不正确的是（  ）

2、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（  ）

3、（2015  浙江省十二校高三一模）如图所示，台秤上放一光滑平板，其左边固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时台秤有一定的读数．现在磁铁上方中心偏右位置固定一通电导线，当通以一定的电流后，台秤的示数增加，同时弹簧缩短（弹簧始终处于弹性限度内），则下列说法正确的是（　　）

A． 磁铁右端为N极，左端为S极，导线中的电流方向垂直纸面向内

B． 磁铁右端为N极，左端为S极，导线中的电流方向垂直纸面向外

C． 磁铁右端为S极，左端为N极，导线中的电流方向垂直纸面向内

D． 磁铁右端为S极，左端为N极，导线中的电流方向垂直纸面向外

4、一个小磁针悬挂在大线圈正中央，磁针静止时与线圈在同一平面内。当大线圈中通以图示方向电流时(   )

A．小磁针的N极向纸面里转    　B．小磁针的N极向纸面外转
　C．小磁针在纸面内向左摆动    　D．小磁针在纸面内向右摆动

5、在如图所示电路中，电池均相同，当电键S分别置于a、b两处时，导线与，之间的安培力的大小为、，判断这两段导线（  ）

A.相互吸引，       B.相互排斥，

C.相互吸引，        D.相互排斥，

6、四根相互平行的通电长直导线a、b、c、d电流均为I，如图所示放在正方形的四个顶点

上，每根通电直导线单独存在时，四边形中心O点的磁感应强度都是B，则四根通电导线

同时存在时O点的磁感应强度的大小和方向为（  ）

A. ，方向向左  

B. ，方向向下  

C. ，方向向右

D. ，方向向上    

7、一根通有电流I的直铜棒用软导线挂在如图所示匀强磁场中，此时悬线中的张力大于零而小于铜棒的重力．欲使悬线中张力为零，可采用的方法有 (   )

A．适当增大电流，方向不变

B．适当减小电流，并使它反向

C．电流大小、方向不变，适当增强磁场

D．使原电流反向，并适当减弱磁场

8、（2016 海南卷）如图（a）所示，扬声器中有一线圈处于磁场中，当音频电流信号通过线圈时，线圈带动纸盆振动，发出声音。俯视图（b）表示处于辐射状磁场中的线圈（线圈平面即纸面）磁场方向如图中箭头所示，在图（b）中（  ）

A．当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里

B．当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外

C．当电流沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里

D．当电流沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外

9、如图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电

直导线A，A与螺线管垂直，A导线中的电流方向垂直纸面向里，开关S闭合，A受到通电

螺线管磁场的作用力的方向是 （   ）

A．水平向左             B．水平向右

C．竖直向下         　D．竖直向上

10、如图所示，将通电线圈悬挂在磁铁N极附近，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（　 ）

　　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　　 　D．不转动只离开磁铁
 

二、填空题

1、如图所示，半径为r的半圆形导线与磁场B垂直放置，当导线中通以电流I时，导线的等效长度为2 r，安培力为____________。
 

2、如图所示，质量为m的通电导体棒ab置于倾角为的导轨上。若已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为，在图所加的各种磁场中，导体棒均处于静止状态，则导体棒与导轨间摩擦力可能为零的是（　 ）
　　　　　　
　　

3、如图所示是一种精密测量磁感强度的装置，虚线区域内有匀强磁场，在天平右端挂一矩形线圈，线圈共10匝，其边ab=cd=0.70米，bc=da=0.10米。线圈通进0.10安的逆时针方向电流，天平左盘加砝码使天平平衡，然后不改变电流大小而改变电流方向，再在天平左盘加8.0克砝码，才能平衡，则该磁场的磁感强度B=     特斯拉（T）。

三、计算题

1、如图所示，光滑的平行导轨倾角为，处在磁感应强度为B，方向竖直向下的匀强磁场中，导轨中接入电动势为E内阻为r的直流电源，电路中有一阻值为R的电阻，其余电阻不计，将质量为m长度为L的导体棒ab静止释放，求导体棒在释放时的瞬时加速度的大小。

2、如图所示，导体杆ab质量为m，电阻为R，放在与水平面夹角为θ的倾斜金属导轨上，导轨间距为d，电阻不计，系统处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，电池内阻不计.问：

（1）导体光滑时，E为多大能使导体杆静止在导轨上？

（2）若导体杆与导轨间的动摩擦因数为μ，且不通电时导体杆不能静止在导轨上，要使杆静止在导轨上，E应为多大？

3、磁流体推进船的动力来源于电流与磁场间的相互作用。图1是在平静海面上某实验船的示意图，磁流体推进器由磁体、电极和矩形通道（简称通道）组成。

如图2所示，通道尺寸a＝2.0m、b＝0.15m、c＝0.10m。工作时，在通道内沿z轴正方向加B＝8.0T的匀强磁场；沿x轴负方向加匀强电场，使两金属板间的电压U＝99.6V；海水沿y轴方向流过通道。已知海水的电阻率＝0.20·m。

（1）船静止时，求电源接通瞬间推进器对海水推力的大小和方向；

（2）船以5.0m/s的速度匀速前进。若以船为参照物，海水以5.0m/s的速率涌入进水口，由于通道的截面积小于进水口的截面积，在通道内海水速率增加到8.0m/s。求此时两金属板间的感应电动势U感；

（3）船行驶时，通道中海水两侧的电压按计算，海水受到电磁力的80％可以转化为对船的推力。当船以5.0m/s的速度匀速前进时，求海水推力的功率。

【答案与解析】

一、选择题

1、【答案】A　

【解析】左手定则的内容为伸开左手，让四指与大拇指相互垂直，磁场垂直穿过掌心，四指指向电流方向，大拇指所指的方向为电流受力的方向。根据左手定则判断受力方向：

A图，受力向左，故A中关系错误；

B图，受力向右，故B中关系正确；

C图，受力向上，故C中关系正确；

D图，受力垂直于电流向上。故D中关系正确；

本题选择不正确的，故选A。

2、D

解析：A、匀强磁场竖直向上、和导线平行，导线受到安培力为0，A错；B、匀强磁场水平向右，根据左手定则可知导线受到安培力向里，B错；C、匀强磁场垂直纸面向外，由左手定则可知导线受到安培力水平向右，C错、D对。

3、【答案】AD

【解析】若磁铁右端为N极，磁铁的磁感线在它的外部是从N极到S极，因为长直导线在磁铁的中心偏右位置，所以此处的磁感线是斜向左上的，若电流的方向垂直于纸面向里，根据左手定则，导线受磁铁给的安培力方向是斜向右上，长直导线是固定不动的，根据物体间力的作用是相互的，导线给磁铁的反作用力方向就是斜向左下的；将这个力在水平和竖直方向分解可知，光滑平板对磁铁支持力增大，由于在水平向左产生分力，所以弹簧长度将变短，故A正确，B错误；同理，若磁铁右端为S极，磁铁的磁感线在它的外部是从N极到S极，因为长直导线在磁铁的中心偏右位置，所以此处的磁感线是斜向右下的，若电流的方向垂直于纸面向外，根据左手定则，导线受磁铁给的安培力方向是斜向右上，长直导线是固定不动的，根据物体间力的作用是相互的，导线给磁铁的反作用力方向就是斜向左下的；将这个力在水平和竖直方向分解可知，光滑平板对磁铁支持力增大，弹簧长度将变短，故C错误，D正确

故选：AD

4、A

解析：实际上是要判断环形电流圆圈里面的磁场方向，根据安培定则（右手螺旋定则）可知

圆圈里面的磁场方向垂直向里，所以小磁针的N极向纸面里转，A对。

5、D  

解析：电键S分别置于a、b两处时，电源分别为一节干电池、两节干电池，而电路中灯泡电阻不变，则电路中电流Ia＜Ib，在处的磁感应强度Ba＜Bb，应用安培力公式F＝BIL可知fa＜fb，又在电流方向相反、则相互排斥。

6、A

解析：导线a的电流在O处的磁场方向与aO连线垂直指向d，（磁感应强度都是B），为了便于分析，磁场用Ba表示如图；导线b的电流在O处的磁场方向与b O连线垂直指向a，磁场用Bb表示如图；导线a、b在O处的合磁感应强度方向水平向左，大小为。

同理导线c的电流在O处的磁感应强度方向与Ba方向相同、导线d在O处的磁感应强度方向与Bb方向相同，两者合磁感应强度大小也为，方向水平向左。

所以O处的磁感应强度大小为，方向向左。故选A。

7、AC

解析：根据左手定则，安培力方向向上，要使悬线中张力为零，当安培力等于重力时，悬线中张力为零，即必须使安培力变大，由，可知适当增大电流，方向不变可以，A对、B错、C对、D错。故选AC。

8、【答案】BC

【解析】将环形导线分割成无限个小段，每段成直线，依据左手定则，可知安培力垂直纸面向外，A错，B对；当电流逆时针时，安培力向里，C对，D错。

故选BC。

9、D

解析：根据右手螺旋定则知，通电螺线管右端为N极，导线处的磁场方向为水平向左，根据左手定则，可判断出安培力方向为竖直向上，所以D对。

10、A
解析：N极附近磁场方向向左，由左手定则，线圈右侧受安培力向纸内，左侧受安培力向纸外，因此将逆时针转动（从上向下看），转动90°后，线圈N极在左，S极在右，将受磁铁吸引靠近磁铁。

二、填空题

1、2BIr

解析：导线垂直磁场方向的有效长度为2r，故安培力等于F=2BIr。

2、AB
解析：由左手定则判断导体所受安培力的方向，结合平衡条件，易知AB正确。

3、0.4 

解析：改变电流的方向，则右边向下的合力增加了，

由题意　     　∴  

三、计算题

1、

解析：取截面做受力图如图，根据牛顿第二定律

安培力,  电流

联立解得 。

2、（1） （2）

解析：（1）电流，电流方向从b到a，取截面，电流向里，受力图如图，

安培力 ，方向水平向右，根据平衡条件  ，

联立解得

（2）不通电时导体杆不能静止在导轨上，即重力沿斜面的分力大于摩擦力，

当E小于某一值时，导体杆有沿斜面向下滑动的趋势，摩擦力方向沿斜面向上，要使杆静止在导轨上，受力图如图，最小电动势为,根据平衡条件

联立解得 。

当E大于某一值时，导体杆有沿斜面向上滑动的趋势，摩擦力方向沿斜面向下，要使杆静止在导轨上，最大电动势为,根据平衡条件

联立解得 。

所以E的范围为

3、（1）方向沿y轴正方向（向右）；（2）；（3）。

解析：（1）根据安培力公式，推力F1＝I1Bb，其中 ，

则

对海水推力的方向沿y轴正方向（向右）。

（2）

（3）根据欧姆定律，

安培推力F2 ＝ I2 B b = 720 N

对船的推力F ＝ 80% F2 ＝ 576 N

推力的功率