高考物理总复习 第26课 磁场 磁场对电流的作用练习-人教版高三全册物理试题.doc

第26课磁场磁场对电流的作用1．安培定则a．根据安培定则分析电流产生的磁场(1)(经典题，6分)下列几幅图中，由电流产生的磁场方向正确的是()答案：B解析：通电直导线电流产生的磁场的方向，可以利用右手螺旋定则判断，大拇指指向直导线电流方向，四指指向磁感线方向，故A项错误。对于环形电流，四指弯曲方向为电流方向，大拇指指向内部中轴线磁场方向，故B项正确。从上往下看，线框的电流方向为顺时针方向，根据安培定则可知轴线上磁场的方向向下，故C项错误。电流方向上边垂直于纸面向里，下边垂直于纸面向外，则根据安培定则，螺线管内部的磁场方向向左，故D项错误。b．利用安培定则判断磁场方向进而求解磁感应强度(2)(2017全国Ⅲ，6分)如图所示，在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零。如果让P中的电流反向、其他条件不变，则a点处磁感应强度的大小为()A.0B.eq\f(\r(3),3)B0C.eq\f(2\r(,3),3)B0D.2B0答案：C解析：在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零，则两导线在a点产生的磁感应强度与外加磁场的磁感应强度大小相等、方向相反，如图(a)所示。则外加磁场的方向与PQ平行，由Q指向P，大小满足B1＝B0。根据几何关系有BPcos30°＝eq\f(1,2)B0，解得P或Q通电导线在a点的磁感应强度大小为BP＝eq\f(\r(3),3)B0。当P中电流反向，其他条件不变，通电导线在a点产生的磁感应强度如图(b)所示。根据几何关系有B2＝eq\f(\r(3),3)B0，且外加磁场不变，故在a点的磁感应强度大小为B＝eq\r(Beq\o\al(2,0)＋\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(3),3)B0))2)＝eq\f(2\r(,3),3)B0，故C项正确。2．通电导线在磁场中受到的力a．用左手定则判断安培力的方向(3)(经典题，6分)如图所示，把一个重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由转动，当导线通如图所示方向电流I时，导线将如何运动(从上往下看)()A．顺时针方向转动，同时下降B．顺时针方向转动，同时上升C．逆时针方向转动，同时下降D．逆时针方向转动，同时上升答案：A解析：在导线两侧取两小段，左侧一小段所受安培力的方向垂直纸面向里，右侧一小段所受安培力的方向垂直纸面向外，从上往下看，则导线顺时针转动，转动的过程中，导线所受的安培力方向向下，所以导线的运动情况为顺时针转动，同时下降，故A项正确。b．安培力F＝BIL中的L是指有效长度(4)(经典题，6分)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(eq\r(2)＋1)ILBB．方向沿纸面向上，大小为(eq\r(2)－1)ILBC．方向沿纸面向下，大小为(eq\r(2)＋1)ILBD．方向沿纸面向下，大小为(eq\r(2)－1)ILB答案：A解析：导线abcd的有效长度为(eq\r(2)＋1)L，根据F＝BIL，可知导线受到的安培力大小为(eq\r(2)＋1)BIL，根据左手定则可以判断，导线受到的安培力沿纸面向上，故A项正确。3．安培力作用下导体的平衡及运动a．根据通电导体在磁场中受力平衡求参量(5)(2015全国Ⅰ，12分)如图所示，一长为10cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中；磁场的磁感应强度大小为0.1T，方向垂直于纸面向里；弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘，金属棒通过开关与一电动势为12V的电池相连，电路总电阻为2Ω。已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5cm；闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3cm。重力加速度大小取10m/s2。判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向，并求出金属棒的质量。答案：竖直向下(2分)0.01kg(10分)解析：根据题意，开关闭合后，电流方向从b到a，由左手定则可知，金属棒所受的安培力方向竖直向下。(2分)开关断开时，两弹簧各自相对于其原长伸长量为Δl1＝0.5cm。根据胡克定律和力的平衡条件有2kΔl1＝mg①(2分)开关闭合后，金属棒所受安培力的大小为F＝BIL②(2分)两弹簧各自再伸长了Δl2＝0.3cm，根据胡克定律