3、與NN′電流方向相反，則相互排斥．
答案：D
3．在等邊三角形的三個頂點a、b、c處，各有一條長直導(dǎo)線垂直穿過紙面，導(dǎo)線中通有大小相等的恒定電流，方向如右圖所示．過c點的導(dǎo)線所受安培力的方向( )
A．與ab邊平行，豎直向上
B．與ab邊平行，豎直向下
C．與ab邊垂直，指向左邊
D．與ab邊垂直，指向右邊
解析：a處導(dǎo)線在c處產(chǎn)生的磁場B1的方向垂直于ac連線向左下方，b處導(dǎo)線在c處產(chǎn)生的磁場B2的方向垂直于bc連線向右下方．B1和B2的合磁場B的方向豎直向下．由左手定則可判斷出過c點的導(dǎo)線所受安培力的方向與ab邊垂直，指向左邊．C正確．
答案：C
4．如下圖所示，兩
4、個完全相同的通電圓環(huán)A、B的圓心O重合、圓面相互垂直放置，通電電流相同，電流方向如圖所示，設(shè)每個圓環(huán)在其圓心O處獨立產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為B0，則O處的磁感應(yīng)強度大小為( )
A．0 B．2B0
C.B0 D．無法確定
解析：據(jù)安培定則可知，圖中A環(huán)在圓心O處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度的方向垂直于紙面向里，B環(huán)在圓心O處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度的方向豎直向下．據(jù)平行四邊形定則可知，圓心O處磁感應(yīng)強度大小為B0.
答案：C
5．(2011·上海高考)如下圖，質(zhì)量為m、長為L的直導(dǎo)線用兩絕緣細(xì)線懸掛于O、O′，并處于勻強磁場中．當(dāng)導(dǎo)線中通以沿x正方向的電流I，且導(dǎo)線保持靜止時，懸線與
5、豎直方向夾角為θ.則磁感應(yīng)強度方向和大小可能為( )
A．z正向，tanθ B．y正向，
C．z負(fù)向，tanθ D．沿懸線向上，sinθ
解析：若B沿z軸正方向，導(dǎo)線無法平衡，A錯誤；若B沿y軸正方向，由左手定則，受力如圖甲，mg＝BIL，所以B正確；若B沿z軸負(fù)方向，受力如圖乙，Tsinθ＝BIL；Tcosθ＝mg，所以B＝tanθ，C正確；若B沿懸線向上，受力如圖丙，導(dǎo)線無法平衡，D錯誤．
答案：BC
6．在磁感應(yīng)強度為B0、方向豎直向上的勻強磁場中，水平放置一根長通電直導(dǎo)線，電流的方向垂直于紙面向里．如下圖所示，a、b、c、d是以直導(dǎo)線為圓心的同一圓周上的四點，在
6、這四點中( )
A．b、d兩點的磁感應(yīng)強度大小相等
B．a(chǎn)、b兩點的磁感應(yīng)強度大小相等
C．c點的磁感應(yīng)強度的值最小
D．b點的磁感應(yīng)強度的值最大
解析：通電直導(dǎo)線在c點的磁感應(yīng)強度方向與B0的方向相反，b、d兩點的磁感應(yīng)強度方向與B0垂直，故b、d兩點磁感應(yīng)強度大小相等，a點的磁感應(yīng)強度方向與B0同向，由磁場的疊加知c點的合磁感應(yīng)強度最?。瓵、C項正確．
答案：AC
7．如下圖所示，質(zhì)量為m、長為L的導(dǎo)體棒電阻為R，初始時靜止于光滑的水平軌道上，電源電動勢為E，內(nèi)阻不計．勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，其方向與軌道平面成θ角斜向上方，開關(guān)閉合后導(dǎo)體棒開始運動，則( )
7、A．導(dǎo)體棒向左運動
B．開關(guān)閉合瞬間導(dǎo)體棒MN所受安培力為
C．開關(guān)閉合瞬間導(dǎo)體棒MN所受安培力為
D．開關(guān)閉合瞬間導(dǎo)體棒MN的加速度為
解析：磁場方向與導(dǎo)體棒垂直，導(dǎo)體棒所受安培力F＝BIL＝，方向為垂直于磁場方向與導(dǎo)線方向所確定的平面斜向下，其有水平向右的分量，故A、C錯誤，B正確．導(dǎo)體棒的合力F合＝Fcos(90°－θ)＝Fsinθ，由a＝得a＝，D正確．
答案：BD
8．如下圖所示，abcd四邊形閉合線框，a、b、c三點坐標(biāo)分別為(0，L,0)，(L，L,0)，(L,0,0)，整個空間處于沿y軸正方向的勻強磁場中，通入電流I，方向如圖所示，關(guān)于四邊形的四條邊所受到的安培力的
8、大小，下列敘述中正確的是( )
A．a(chǎn)b邊與bc邊受到的安培力大小相等
B．cd邊受到的安培力最大
C．cd邊與ad邊受到的安培力大小相等
D．a(chǎn)d邊不受安培力作用
解析：根據(jù)左手定則，ab邊受到的安培力大小為Fab＝BIab，bc邊平行于磁場方向受力為零，故A錯；ad邊受到的安培力大小為Fad＝BIOd；cd邊受到的安培力大小為Fcd＝BIcd，故B正確，C、D均錯．
答案：B
二、計算題(3×12′＝36′)
9．如下圖所示，在傾角為37°的光滑斜面上有一根長為0.4 m，質(zhì)量為6×10－2 kg的通電直導(dǎo)線，電流I＝1 A，方向垂直于紙面向外，導(dǎo)線用平行于斜面的輕繩
9、拴住不動，整個裝置放在磁感應(yīng)強度每秒增加0.4 T，方向豎直向上的磁場中．設(shè)t＝0時，B＝0，則需要多長時間，斜面對導(dǎo)線的支持力為零？(g取10 m/s2)
解析：
斜面對導(dǎo)線的支持力為零時導(dǎo)線的受力如上圖所示．由平衡條件
FTcos37°＝F①
FTsin37°＝mg②
由①②解得F＝，代入數(shù)值得：F＝0.8 N
由F＝BIL得B＝＝ T＝2 T.
B與t的變化關(guān)系為B＝0.4t.所以t＝5 s.
答案：5 s
10．半徑為r，電流為I1的通電圓環(huán)圓心a處的磁感應(yīng)強度為B，在圓環(huán)下方距圓心a為L的地方水平放置一根電流為I2的無限長直導(dǎo)線MN時，圓環(huán)圓心a處的磁感應(yīng)強
10、度變?yōu)榱?，設(shè)圓環(huán)平面與長直導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi)，如下圖所示，求：
(1)根據(jù)對稱性，直導(dǎo)線電流I2在導(dǎo)線正下方L處的b點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小是多少？方向如何？
(2)如果把圓環(huán)平移到b點，使圓環(huán)的圓心與b點重合，則圓環(huán)電流與直線電流在b點產(chǎn)生的合磁場的磁感應(yīng)強度大小是多少？方向如何？
解析：(1)圓環(huán)電流在圓心a處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直紙面向外，加上直導(dǎo)線后，a處的磁感應(yīng)強度為零，說明，直導(dǎo)線I2在a處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直紙面向里．
又因為a、b兩點到直導(dǎo)線的距離相等，因此，直導(dǎo)線I2在b點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直紙面向外．
(2)當(dāng)把圓環(huán)平移
11、到b點后，圓環(huán)在b點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度為B，方向垂直紙面向外；和直導(dǎo)線I2在b點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度合成后，可得：b點的磁感應(yīng)強度大小為2B，方向垂直紙面向外．
答案：(1)B 垂直紙面向外 (2)2B 垂直紙面向外
11．(2013·濟寧模擬)粗細(xì)均勻的直導(dǎo)線ab的兩端懸掛在兩根相同的彈簧下邊，ab恰好處在水平位置(如下圖所示)．已知ab的質(zhì)量為m＝10 g，長度L＝60 cm，沿水平方向與ab垂直的勻強磁場的磁感應(yīng)強度B＝0.4 T.
(1)要使兩根彈簧能處在自然狀態(tài)，既不被拉長，也不被壓縮，ab中應(yīng)沿什么方向、通過多大的電流？
(2)當(dāng)導(dǎo)線中有方向從a到b、大小為0.2 A的電流通
12、過時，兩根彈簧均被拉長了Δx＝1 mm，求該彈簧的勁度系數(shù)．
(3)當(dāng)導(dǎo)線中由b到a方向通過0.2 A的電流時兩根彈簧被拉長多少？(取g＝9.6 m/s2＝9.6 N/kg)
解析：(1)只有當(dāng)ab受到的磁場力方向豎直向上且大小等于ab的重力時，兩根彈簧才能處于自然狀態(tài)，根據(jù)左手定則，ab中的電流應(yīng)由a到b，電流的大小由mg＝BIL求得I＝＝A＝0.4 A.
(2)當(dāng)導(dǎo)線中通過由a到b的電流時，受到豎直向上的磁場力作用，被拉長的兩根彈簧對ab有豎直向上的拉力，同時ab受豎直向下的重力，平衡時平衡方程為
BIL＋2kΔx＝mg
可得彈簧的勁度系數(shù)
k＝＝ N/m
＝24 N/m.
(3)當(dāng)電流方向由b向a時，ab所受磁場力豎直向下，這時的平衡方程為2kΔx′＝mg＋BIL
由此式可求出兩根彈簧被拉伸的長度為
Δx′＝＝ m＝0.003 m＝3 mm.
答案：(1)由a到b 0.4 A (2)24 N/m (3)3 mm
2014年高考物理一輪復(fù)習(xí) 章節(jié)訓(xùn)練 磁場及其對電流的作用力
