課時跟蹤檢測(二十六)磁場的描述磁場對電流的作用對點(diǎn)訓(xùn)練：磁感應(yīng)強(qiáng)度、安培定則1．(2014·全國卷Ⅰ)關(guān)于通電直導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場中所受的安培力，下列說法正確的是()A．安培力的方向可以不垂直于直導(dǎo)線B．安培力的方向總是垂直于磁場的方向C．安培力的大小與通電直導(dǎo)線和磁場方向的夾角無關(guān)D．將直導(dǎo)線從中點(diǎn)折成直角，安培力的大小一定變?yōu)樵瓉淼囊话?．如圖1所示，為某種用來束縛原子的磁場的磁感線分布情況，以O(shè)點(diǎn)(圖中白點(diǎn))為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿z軸正方向磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小的變化最有可能為()圖1圖23．(多選)有兩根長直導(dǎo)線a、b互相平行放置，如圖3所示為垂直于導(dǎo)線的截面圖。在圖中所示的平面內(nèi)，O點(diǎn)為兩根導(dǎo)線連線的中點(diǎn)，M、N為兩根導(dǎo)線附近的兩點(diǎn)，它們在兩導(dǎo)線連線的中垂線上，且與O點(diǎn)的距離相等。若兩導(dǎo)線中通有大小相等、方向相同的恒定電流I，則關(guān)于線段MN上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的說法中正確的是()圖3A．M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同B．M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反C．在線段MN上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度都不可能為零D．在線段MN上只有一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零4．(多選)如圖4所示，在xOy平面內(nèi)有兩根平行于y軸水平放置的長直導(dǎo)線，通有沿y軸正方向、大小相同的電流I，兩導(dǎo)線關(guān)于y軸對稱，P為x軸上一點(diǎn)，Q為z軸上一點(diǎn)，下列說法正確的是()圖4A．O點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零B．P、Q兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直C．P、Q兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向平行D．正電荷從O點(diǎn)沿z軸向上運(yùn)動不受洛倫茲力作用對點(diǎn)訓(xùn)練：安培力作用下導(dǎo)體的運(yùn)動5．(2015·廣東汕頭質(zhì)檢)如圖5，兩個圓形線圈P和Q，懸掛在光滑絕緣桿上，通以方向相同的電流，若I1＞I2，P、Q受到安培力大小分別為F1和F2，則P和Q()圖5A．相互吸引，F(xiàn)1＞F2B．相互排斥，F(xiàn)1＞F2C．相互排斥，F(xiàn)1＝F2D．相互吸引，F(xiàn)1＝F26．(2015·蘭州模擬)如圖6所示，均勻繞制的螺線管水平放置，在其正中心的上方附近用絕緣繩水平吊起通電直導(dǎo)線A，A與螺線管垂直。A導(dǎo)線中的電流方向垂直紙面向里，開關(guān)S閉合，A受到通電螺線管磁場的作用力的方向是()圖6A．水平向左 B．水平向右C．豎直向下 D．豎直向上7．(2015·江門三調(diào))如圖7所示，帶負(fù)電的金屬環(huán)繞軸OO′以角速度ω勻速旋轉(zhuǎn)，在環(huán)左側(cè)軸線上的小磁針最后靜止時()圖7A．N極豎直向上B．N極豎直向下C．N極沿軸線向左D．N極沿軸線向右8．(2015·汕頭模擬)如圖8是磁電式電流表的結(jié)構(gòu)，蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場均勻輻向分布，線圈中a、b兩條導(dǎo)線長均為l，通以圖示方向的電流I，兩條導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。則()圖8A．該磁場是勻強(qiáng)磁場B．線圈平面總與磁場方向垂直C．線圈將逆時針轉(zhuǎn)動D．a(chǎn)、b導(dǎo)線受到的安培力大小總為BIl9．(2015·廣東深圳南山期末)指南針是我國古代的四大發(fā)明之一。當(dāng)指南針靜止時，其N極指向如圖虛線(南北向)所示，若某一條件下該指南針靜止時N極指向如圖9實(shí)線(N極東偏北向)所示。則以下判斷正確的是()圖9A．可能在指南針上面有一導(dǎo)線東西放置，通有東向西的電流B．可能在指南針上面有一導(dǎo)線東西放置，通有西向東的電流C．可能在指南針上面有一導(dǎo)線南北放置，通有北向南的電流D．可能在指南針上面有一導(dǎo)線南北放置，通有南向北的電流10．(2012·天津高考)如圖10所示，金屬棒MN兩端由等長的輕質(zhì)細(xì)線水平懸掛，處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，棒中通以由M向N的電流，平衡時兩懸線與豎直方向夾角均為θ，如果僅改變下列某一個條件，θ角的相應(yīng)變化情況是()圖10A．棒中的電流變大，θ角變大B．兩懸線等長變短，θ角變小C．金屬棒質(zhì)量變大，θ角變大D．磁感應(yīng)強(qiáng)度變大，θ角變小11．(多選)如圖11所示，兩根光滑金屬導(dǎo)軌平行放置，導(dǎo)軌所在平面與水平面間的夾角為θ。質(zhì)量為m、長為L的金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，整個裝置處于垂直ab方向的勻強(qiáng)磁場中，當(dāng)金屬桿ab中通有從a到b的恒定電流I時，金屬桿ab保持靜止。則磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向和大小可能為()圖11A．豎直向上，mgtanθ/(IL)B．平行導(dǎo)軌向上，mgcosθ/(IL)C．水平向右，mg/(IL)D．水平向左，mg/(IL)12．(多選)(2015·廣東廣州三模)如圖12所示，質(zhì)量為m、長度為L的直導(dǎo)線用兩絕緣細(xì)線懸掛于O、O′，并處于勻強(qiáng)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豎直方向夾角為θ。磁感應(yīng)強(qiáng)度方向和大小可能為()圖12A．z正向，eq\f(mg,IL)tanθ B．y正向，eq\f(mg,IL)C．z負(fù)向，eq\f(mg,IL)tanθ D．沿懸線向上，eq\f(mg,IL)sinθ13．(2015·江蘇泰州模擬)如圖13所示，在傾角為37°的光滑斜面上有一根長為0.4m、質(zhì)量為6×10－2kg的通電直導(dǎo)線，電流大小I＝1A，方向垂直于紙面向外，導(dǎo)線用平行于斜面的輕繩拴住不動，整個裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度每秒增加0.4T、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10m/s2)圖13答案1.選B根據(jù)左手定則可知：安培力的方向垂直于電流I和磁場B確定的平面，即安培力的方向既垂直于B又垂直于I，A錯誤，B正確；當(dāng)電流I的方向平行于磁場B的方向時，直導(dǎo)線受到的安培力為零，當(dāng)電流I的方向垂直于磁場B的方向時，直導(dǎo)線受到的安培力最大，可見，安培力的大小與通電直導(dǎo)線和磁場方向的夾角有關(guān)，C錯誤；如圖所示，電流I和磁場B垂直，直導(dǎo)線受到的安培力F＝BIL，將直導(dǎo)線從中點(diǎn)折成直角，分段研究導(dǎo)線受到的安培力，電流I和磁場B垂直，根據(jù)平行四邊形定則可得，導(dǎo)線受到的安培力的合力為F′＝eq\f(\r(2),2)BIL，D錯誤。2．選C根據(jù)磁感線的疏密表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小可知，以O(shè)點(diǎn)(圖中白點(diǎn))為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿z軸正方向磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小的變化最有可能為圖C。3．選BD兩根導(dǎo)線分別在M點(diǎn)和N點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向如圖所示，分析得θ1＝θ2＝θ3＝θ4，矢量相加可知M點(diǎn)、N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反，選項B正確；線段MN中點(diǎn)O的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，選項D正確。4．選AB根據(jù)右手螺旋定則可判斷兩導(dǎo)線所產(chǎn)生的磁場方向，再利用矢量合成法則可判斷O點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，P點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度方向沿z軸正方向，Q點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度方向沿x軸負(fù)方向，故A、B正確，C錯誤。在z軸上，z＞0范圍內(nèi)各點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度方向均沿x軸負(fù)方向，正電荷運(yùn)動時受洛倫茲力作用，D錯誤。5．選D由于P、Q通以同向電流，據(jù)“同向電流相吸，異向電流相斥”可知，P、Q是相互吸引的，P、Q之間的相互吸引力遵循牛頓第三定律，總是等大、反向。6．選D先根據(jù)安培定則判斷通電螺線管在A處的磁場方向?yàn)樗较蜃?，再根?jù)左手定則可判斷A受力的方向?yàn)樨Q直向上。7．選C帶負(fù)電的金屬環(huán)勻速旋轉(zhuǎn)，可等效為反向的電流，根據(jù)安培定則，在環(huán)內(nèi)形成水平向左的磁場，故小磁針靜止時N極沿軸線向左，選項C正確，選項A、B、D錯誤。8．選D勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)大小處處相等，方向處處相同，由圖可知，選項A錯誤；在圖示的位置，a受向上的安培力，b受向下的安培力，線圈順時針轉(zhuǎn)動，選項C錯誤；易知選項B錯誤；由于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不變，電流大小不變，則安培力大小始終為BIl，選項D正確。9．選C若某一條件下該指南針靜止時N極指向如題圖實(shí)線(N極東偏北向)所示，則有一指向東的磁場，由安培定則，可能在指南針上面有一導(dǎo)線南北放置，通有北向南的電流，C正確。10．選A棒中電流變大，金屬棒所受安培力變大，θ角變大，選項A正確；兩懸線等長變短，θ角不變，選項B錯誤；金屬棒質(zhì)量變大，θ角變小，選項C錯誤；磁感應(yīng)強(qiáng)度變大，金屬棒所受安培力變大，θ角變大，選項D錯誤。11．選AD若磁場方向豎直向上，則金屬桿受重力、支持力和水平向右的安培力，這三個力可以平衡，平衡時有BIL－mgtanθ＝0，解得B＝eq\f(mgtanθ,IL)，A正確；磁場方向平行導(dǎo)軌向上時，安培力方向垂直導(dǎo)軌平面向下，它與重力和支持力不可能平衡，B錯誤；當(dāng)磁場方向水平向右時，安培力豎直向下，它與重力和支持力不可能平衡，C錯誤；當(dāng)磁場方向水平向左時，安培力方向豎直向上，當(dāng)它與重力相等時，支持力為零，金屬棒可以處于平衡狀態(tài)，此時有BIL－mg＝0，解得B＝eq\f(mg,IL)，D正確。12．選BC本題要注意在受力分析時把立體圖變成側(cè)視平面圖，然后通過平衡狀態(tài)的受力分析來確定B的方向和大小。若B沿z正向，則從O向O′看，導(dǎo)線受到的安培力F＝ILB，方向水平向左，如圖甲所示，導(dǎo)線無法平衡，A錯誤。若B沿y正向，導(dǎo)線受到的安培力豎直向上，如圖乙所示。當(dāng)FT＝0，且滿足ILB＝mg，即B＝eq\f(mg,IL)時，導(dǎo)線可以平衡，B正確。若B沿z負(fù)向，導(dǎo)線受到的安培力水平向右，如圖丙所示。若滿足FTsinθ＝ILB，F(xiàn)Tcosθ＝mg，即B＝eq\f(mgtanθ,IL)，導(dǎo)線可以