磁場(chǎng)的描述磁場(chǎng)對(duì)電流的作用考點(diǎn)30第一步狂刷小題·夯基礎(chǔ)[題組一基礎(chǔ)小題]1．磁場(chǎng)中某區(qū)域的磁感線如圖所示，則(

)A．同一通電導(dǎo)線放在a處受力一定比放在b處受力大B．同一通電導(dǎo)線放在a處受力一定比放在b處受力小C．a(chǎn)、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等，Ba<BbD．a(chǎn)、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等，Ba>Bb答案解析由題圖可知，a處的磁感線比b處稀疏，則a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度比b處的小，即Ba<Bb，C正確，D錯(cuò)誤；將同一通電導(dǎo)線放入磁場(chǎng)中，當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直時(shí)，受到的磁場(chǎng)力最大，與磁場(chǎng)平行時(shí)受到的磁場(chǎng)力為零，所以雖然Ba<Bb，但是無法比較同一通電導(dǎo)線在a、b兩處所受磁場(chǎng)力的大小，A、B錯(cuò)誤。解析2．關(guān)于通電直導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(chǎng)的方向C．安培力的大小與通電直導(dǎo)線和磁場(chǎng)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)樵瓉淼囊话氪鸢附馕鯝．地理南、北極與地磁南、北極不重合B．地球內(nèi)部也存在磁場(chǎng)，地磁的南極在地理北極附近C．地球表面任意位置的地磁場(chǎng)方向都與地面平行D．因地磁場(chǎng)影響，在進(jìn)行奧斯特實(shí)驗(yàn)時(shí)，通電導(dǎo)線南北放置時(shí)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象最明顯3．中國宋代科學(xué)家沈括在《夢(mèng)溪筆談》中最早記載了地磁偏角：“以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也。”進(jìn)一步研究表明，地球周圍地磁場(chǎng)的磁感線分布示意如圖。結(jié)合上述材料，下列說法不正確的是(

)答案解析由題意可知，地理南、北極與地磁南、北極不重合，存在地磁偏角，A正確；磁感線是閉合的，由圖可推知地球內(nèi)部也存在磁場(chǎng)，地磁的南極在地理北極附近，B正確；只有赤道上方附近的地磁場(chǎng)方向才與地面平行，C錯(cuò)誤；根據(jù)安培定則可知，通電導(dǎo)線的磁場(chǎng)方向與導(dǎo)線中電流的方向垂直，可知因地磁場(chǎng)影響，在進(jìn)行奧斯特實(shí)驗(yàn)時(shí)，通電導(dǎo)線南北放置時(shí)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象最明顯，故D正確。本題選說法不正確的，故選C。解析4．如圖，兩根平行通電長(zhǎng)直導(dǎo)線固定，左邊導(dǎo)線中通有垂直紙面向外、大小為I1的恒定電流，兩導(dǎo)線連線(水平)的中點(diǎn)處，一可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針靜止時(shí)N極所指的方向平行于紙面向下。忽略地磁場(chǎng)的影響。關(guān)于右邊導(dǎo)線中的電流I2，下列判斷正確的是(

)A．I2<I1，方向垂直紙面向外B．I2>I1，方向垂直紙面向外C．I2<I1，方向垂直紙面向里D．I2>I1，方向垂直紙面向里答案解析小磁針靜止時(shí)N極所指的方向平行于紙面向下，說明該處的磁場(chǎng)方向向下，因I1在該處形成的磁場(chǎng)方向向上，則I2在該處形成的磁場(chǎng)方向向下，且比I1在該處形成的磁場(chǎng)強(qiáng)，由安培定則可知I2方向垂直紙面向外，且I2>I1。故B正確。解析5．如圖所示，條形磁體放在光滑斜面上，用平行于斜面的輕彈簧拉住處于靜止?fàn)顟B(tài)。a為垂直紙面放置的直導(dǎo)線的橫截面，導(dǎo)線中無電流時(shí)磁體對(duì)斜面的壓力為FN1；當(dāng)導(dǎo)線中有電流通過時(shí)，磁體對(duì)斜面的壓力為FN2。下列關(guān)于a中電流方向、磁體對(duì)斜面的壓力和彈簧的伸長(zhǎng)量的說法中正確的是(

)A．電流垂直紙面向外時(shí)，F(xiàn)N1＜FN2，彈簧的伸長(zhǎng)量減小B．電流垂直紙面向外時(shí)，F(xiàn)N1＞FN2，彈簧的伸長(zhǎng)量增大C．電流垂直紙面向里時(shí)，F(xiàn)N1＞FN2，彈簧的伸長(zhǎng)量減小D．電流垂直紙面向里時(shí)，F(xiàn)N1＜FN2，彈簧的伸長(zhǎng)量增大答案解析當(dāng)電流垂直紙面向外時(shí)，根據(jù)左手定則可知，導(dǎo)線受到的安培力指向左下方，根據(jù)牛頓第三定律可知，磁體受到的磁場(chǎng)力方向指向右上方，將磁體受到的磁場(chǎng)力分解為沿斜面向上和垂直斜面向上的兩個(gè)分力，根據(jù)平衡條件可知，與導(dǎo)線中無電流相比，彈簧的伸長(zhǎng)量減小，磁體對(duì)斜面的壓力減小，即FN1＞FN2，故A、B錯(cuò)誤；同理，當(dāng)電流垂直紙面向里時(shí)，根據(jù)左手定則可知，導(dǎo)線受到的安培力指向右上方，根據(jù)牛頓第三定律可知，磁體受到的磁場(chǎng)力方向指向左下方，將磁體受到的磁場(chǎng)力分解為沿斜面向下和垂直斜面向下的兩個(gè)分力，根據(jù)平衡條件可知，與導(dǎo)線中無電流相比，彈簧的伸長(zhǎng)量增大，磁體對(duì)斜面的壓力增大，即FN1＜FN2，故C錯(cuò)誤，D正確。解析6．(2019·全國卷Ⅰ)如圖，等邊三角形線框LMN由三根相同的導(dǎo)體棒連接而成，固定于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直，線框頂點(diǎn)M、N與直流電源兩端相接。已知導(dǎo)體棒MN受到的安培力大小為F，則線框LMN受到的安培力的大小為(

)A．2F B．1.5F

C．0.5F D．0答案解析設(shè)每根導(dǎo)體棒的電阻為R，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，則電路中，上下兩支路電阻之比為R1∶R2＝2R∶R＝2∶1，上下兩支路電流之比為I1∶I2＝1∶2。如圖所示，由于上邊支路通電的導(dǎo)體受安培力的有效長(zhǎng)度也為L(zhǎng)，根據(jù)安培力計(jì)算公式F＝ILB，可知F′∶F＝I1∶I2＝1∶2，得F′＝0.5F，根據(jù)左手定則可知，兩力方向相同，故線框LMN所受的安培力大小為F＋F′＝1.5F，B正確。解析7．(多選)電磁軌道炮工作原理如圖所示。待發(fā)射彈體可在兩平行軌道之間自由移動(dòng)，并與軌道保持良好接觸。電流I從一條軌道流入，通過導(dǎo)電彈體從另一條軌道流回。軌道電流可形成在彈體處垂直于軌道面的磁場(chǎng)(可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng))，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與I成正比，通電的彈體在軌道上受到安培力的作用而高速射出。設(shè)彈體只受安培力作用，現(xiàn)欲使彈體的出射速度增加至原來的2倍，理論上可采用的辦法是(

)A．只將軌道長(zhǎng)度L變?yōu)樵瓉淼?倍B．只將電流I增加到原來的2倍C．只將彈體質(zhì)量減小到原來的一半D．將彈體質(zhì)量減小到原來的一半，軌道長(zhǎng)度L變?yōu)樵瓉淼?倍，其他量不變答案解析8．如圖所示為電流天平，可以用來測(cè)量勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。它的右臂掛著矩形線圈，匝數(shù)為n，線圈的水平邊長(zhǎng)為l，處于虛線方框內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與線圈平面垂直，當(dāng)線圈中通有如圖所示電流I時(shí)，調(diào)節(jié)砝碼使天平達(dá)到平衡。然后使電流反向，大小不變，這時(shí)需要在左盤中拿走質(zhì)量為m的砝碼，才能使天平再次達(dá)到新的平衡，由此可知(

)答案解析[題組二高考小題]9．(2021·廣東高考)截面為正方形的絕緣彈性長(zhǎng)管中心有一固定長(zhǎng)直導(dǎo)線，長(zhǎng)管外表面固定著對(duì)稱分布的四根平行長(zhǎng)直導(dǎo)線。若中心直導(dǎo)線通入電流I1，四根平行直導(dǎo)線均通入電流I2，I1?I2，電流方向如圖所示，下列截面圖中可能正確表示通電后長(zhǎng)管發(fā)生形變的是(

)答案解析因I1?I2，則可不考慮長(zhǎng)管外面四根平行的直導(dǎo)線之間的相互作用；根據(jù)兩通電直導(dǎo)線間的安培力作用滿足“同向電流相互吸引，反向電流相互排斥”，可知管外左右兩側(cè)的直導(dǎo)線要受到管內(nèi)直導(dǎo)線指向管內(nèi)的安培力，管外上下兩側(cè)的直導(dǎo)線要受到管內(nèi)直導(dǎo)線指向管外的安培力，故長(zhǎng)管形變后的形狀如圖C。故選C。解析10．(2021·福建高考)(多選)如圖，四條相互平行的細(xì)長(zhǎng)直導(dǎo)線垂直坐標(biāo)系xOy平面，導(dǎo)線與坐標(biāo)平面的交點(diǎn)為a、b、c、d四點(diǎn)。已知a、b、c、d為正方形的四個(gè)頂點(diǎn)，正方形中心位于坐標(biāo)原點(diǎn)O，e為cd的中點(diǎn)且在y軸上；四條導(dǎo)線中的電流大小相等，其中過a點(diǎn)的導(dǎo)線的電流方向垂直坐標(biāo)平面向里，其余導(dǎo)線電流方向垂直坐標(biāo)平面向外。則(

)A．O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0B．O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向由O指向cC．e點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向沿y軸正方向D．e點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向沿y軸負(fù)方向答案解析由題知，四條導(dǎo)線中的電流大小相等，且到O點(diǎn)的距離相等，故四條導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，根據(jù)右手螺旋定則可知，四條導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向如圖甲所示，可知，Bb與Bc相互抵消，則O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向由O指向c，其大小不為0，故A錯(cuò)誤，B正確。由題知，四條導(dǎo)線中的電流大小相等，a、b到e點(diǎn)的距離相等，故a、b位置導(dǎo)線在e點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，c、d到e點(diǎn)的距離相等，故c、d位置導(dǎo)線在e點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，根據(jù)右手螺旋定則可知，四條導(dǎo)線在e點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向如圖乙所示，可知，Bc′與Bd′相互抵消，而根據(jù)平行四邊形定則可知Ba′和Bb′兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度的合磁感應(yīng)強(qiáng)度沿y軸負(fù)方向，故e點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向沿y軸負(fù)方向，故C錯(cuò)誤，D正確。解析解析11．(2021·浙江6月選考)(多選)如圖所示，有兩根用超導(dǎo)材料制成的長(zhǎng)直平行細(xì)導(dǎo)線a、b，分別通以80A和100A流向相同的電流，兩導(dǎo)線構(gòu)成的平面內(nèi)有一點(diǎn)p，到兩導(dǎo)線的距離相等。下列說法正確的是(

)A．兩導(dǎo)線受到的安培力Fb＝125FaB．導(dǎo)線所受的安培力可以用F＝ILB計(jì)算C．移走導(dǎo)線b前后，p點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向改變D．在離兩導(dǎo)線所在的平面有一定距離的有限空間內(nèi)，不存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為零的位置答案解析兩導(dǎo)線受到的安培力是一對(duì)相互作用力，大小相等，故A錯(cuò)誤。因?yàn)槊恳桓鶎?dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與導(dǎo)線垂直，且磁感應(yīng)強(qiáng)度大小沿導(dǎo)線方向不變，故導(dǎo)線所受的安培力可以用F＝ILB計(jì)算，故B正確。移走導(dǎo)線b前，導(dǎo)線b的電流較大，則p點(diǎn)的磁場(chǎng)的方向與導(dǎo)線b中電流在p點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向相同，根據(jù)安培定則可知，p點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直兩導(dǎo)線所在的平面向里；移走導(dǎo)線b后，p點(diǎn)磁場(chǎng)的方向即導(dǎo)線a中電流在p點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向，根據(jù)安培定則可知，p點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直兩導(dǎo)線所在的平面向外，故C正確。根據(jù)安培定則可知，在離兩導(dǎo)線所在的平面有一定距離的有限空間內(nèi)，兩導(dǎo)線在任意點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向均不在同一條直線上，故不存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為零的位置，故D正確。解析答案解析解析13．(2021·湖南省衡陽市高三下二模)如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)有一傾角為θ的光滑斜面，在斜面上水平放置一根長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m的導(dǎo)線，通以如圖所示方向的電流I時(shí)，通電導(dǎo)線能靜止在斜面上，重力加速度為g，下列說法正確的是(

)答案解析14．(2021·山東省淄博市高三上12月教學(xué)質(zhì)量摸底檢測(cè))(多選)如圖所示，兩平行導(dǎo)軌ab、cd豎直放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向上，將一根金屬棒PQ放在導(dǎo)軌上使其水平且始終與導(dǎo)軌保持良好接觸?，F(xiàn)在金屬棒PQ中通以變化的電流I，同時(shí)釋放金屬棒PQ使其運(yùn)動(dòng)。已知電流I隨時(shí)間的關(guān)系為I＝kt(k為常數(shù)，k＞0)，金屬棒與導(dǎo)軌間存在摩擦。則下列關(guān)于棒的速度v、加速度a隨時(shí)間變化的關(guān)系圖像中，可能正確的是(

)答案解析第二步精做大題·提能力[題組一基礎(chǔ)大題]15．如圖為一電流表的原理示意圖。質(zhì)量為m的均質(zhì)細(xì)金屬棒MN的中點(diǎn)處通過一絕緣掛鉤與一豎直懸掛的彈簧相連，彈簧勁度系數(shù)為k，在矩形區(qū)域abcd內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向外。與MN的右端N連接的一絕緣輕指針可指示標(biāo)尺上的讀數(shù)，MN的長(zhǎng)度大于ab。當(dāng)MN中沒有電流通過且處于平衡狀態(tài)時(shí)，MN與矩形區(qū)域的cd邊重合；當(dāng)MN中有電流通過時(shí)，指針示數(shù)可表示電流強(qiáng)度。(重力加速度為g)答案(1)2A

(2)0.125T答案解析[題組二高考大題]16．(2018·江蘇高考)如圖所示，兩條平行的光滑金屬導(dǎo)軌所在平面與水平面的夾角為θ，間距為d。導(dǎo)軌處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向與導(dǎo)軌平面垂直。質(zhì)量為m的金屬棒被固定在導(dǎo)軌上，距底端的距離為s，導(dǎo)軌與外接電源相連，使金屬棒通有電流。金屬棒被松開后，以加速度a沿導(dǎo)軌勻加速下滑，金屬棒中的電流始終保持恒定，重力加速度為g。求下滑到底端的過程中，金屬棒(1)末速度的大小v；(2)通過的電流大小I；(3)通過的電荷量Q。答案解析

[題組三模擬大題]17．(2021·福建省莆田市高三下4月月考)在豎直平面內(nèi)固定兩光滑平行導(dǎo)體圓環(huán)，兩圓環(huán)正對(duì)放置，圓環(huán)半徑均為R＝0.125m，相距1m。圓環(huán)通過導(dǎo)線與電源相連，電源的電動(dòng)勢(shì)E＝3V，內(nèi)阻不計(jì)。在兩圓環(huán)