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PAGEPAGE161磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用[方法點(diǎn)撥](1)判斷安培力的方向時(shí),充分利用F安⊥B、F安⊥I;(2)受力分析時(shí),要注意將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖.1.(2022·徐州市考前模擬)如圖1,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,兩根平行固定放置的長(zhǎng)直導(dǎo)線a和b通有大小相等、方向相反的電流,勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與兩根導(dǎo)線所在平面平行且垂直于兩根導(dǎo)線,此時(shí)a受到的安培力大小為F1.假設(shè)撤去b,保存勻強(qiáng)磁場(chǎng),那么a受到的安培力大小為F2;假設(shè)撤去勻強(qiáng)磁場(chǎng),保存b,那么a受到的安培力大小為()圖1A.F1-F2 B.F1+F2C.eq\r(F\o\al(12)-F\o\al(22)) D.eq\r(F\o\al(12)+F\o\al(22))2.(多項(xiàng)選擇)如圖2所示,紙面內(nèi)AB兩點(diǎn)之間連接有四段導(dǎo)線:ACB、ADB、AEB、AFB,四段導(dǎo)線的粗細(xì)相同、材料相同;勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于紙面向內(nèi),現(xiàn)給AB兩端加上恒定電壓,那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()圖2A.四段導(dǎo)線受到的安培力的方向相同B.四段導(dǎo)線受到的安培力的大小相等C.ADB段受到的安培力最大D.AEB段受到的安培力最小3.(2022·如皋市調(diào)研)如圖3所示,A、B、C是等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn),O是A、B連線的中點(diǎn).以O(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn),A、B連線為x軸,O、C連線為y軸,建立坐標(biāo)系.過(guò)A、B、C、O四個(gè)點(diǎn)各有一條長(zhǎng)直導(dǎo)線垂直穿過(guò)紙面,導(dǎo)線中通有大小相等、方向向里的電流.那么過(guò)C點(diǎn)的通電直導(dǎo)線所受安培力的方向?yàn)?)圖3A.沿y軸正方向 B.沿y軸負(fù)方向C.沿x軸正方向 D.沿x軸負(fù)方向4.(多項(xiàng)選擇)長(zhǎng)L、質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab,被兩輕質(zhì)細(xì)線水平懸掛,靜置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中;當(dāng)ab中通過(guò)如圖4所示的恒定電流I時(shí),ab棒擺離原豎直面,在細(xì)線與豎直方向成θ角的位置再次處于靜止?fàn)顟B(tài);ab棒始終與磁場(chǎng)方向垂直,那么磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小可能是()圖4A.eq\f(mgtanθ,IL) B.eq\f(mgsinθ,IL)C.eq\f(mgsinθ,2IL) D.eq\f(2mgsinθ,3IL)5.(多項(xiàng)選擇)(2022·銅山中學(xué)模擬)某同學(xué)自制一電流表,其原理如圖5所示,質(zhì)量為m的均勻細(xì)金屬桿MN與一豎直懸掛的絕緣輕彈簧相連,彈簧的勁度系數(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.MN的右端連接一絕緣輕指針,可指示出標(biāo)尺上的刻度.MN的長(zhǎng)度大于ab,當(dāng)MN中沒(méi)有電流通過(guò)且處于靜止時(shí),MN與矩形區(qū)域的ab邊重合,且指針指在標(biāo)尺的零刻度;當(dāng)MN中有電流時(shí),指針示數(shù)可表示電流強(qiáng)度.MN始終在紙面內(nèi)且保持水平,重力加速度為g.以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()圖5A.當(dāng)電流表的示數(shù)為零時(shí),彈簧的伸長(zhǎng)量為Δx=eq\f(mg,k)B.為使電流表正常工作,金屬桿中電流的方向應(yīng)從N指向MC.勁度系數(shù)k減小,此電流表量程會(huì)更小D.磁感應(yīng)強(qiáng)度B減小,此電流表量程會(huì)更小6.(多項(xiàng)選擇)如圖6所示,在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有兩根豎直放置的平行粗糙導(dǎo)軌CD、EF,導(dǎo)軌上放有一金屬棒MN.現(xiàn)從t=0時(shí)刻起,給棒通以圖示方向的電流且電流強(qiáng)度與時(shí)間成正比,即I=kt,其中k為常量,金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好.以下關(guān)于棒的速度v、加速度a隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖象,可能正確的選項(xiàng)是()圖67.(多項(xiàng)選擇)(2022·儀征中學(xué)5月熱身)如圖7甲所示,電流恒定的通電直導(dǎo)線MN,垂直平放在兩條相互平行的水平光滑長(zhǎng)導(dǎo)軌上,電流方向由M指向N,在兩軌間存在著豎直磁場(chǎng),取垂直紙面向里的方向?yàn)榇鸥袘?yīng)強(qiáng)度的正方向,當(dāng)t=0時(shí)導(dǎo)線恰好靜止,假設(shè)B按如圖乙所示的余弦規(guī)律變化,以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()圖7A.在最初的一個(gè)周期內(nèi),導(dǎo)線在導(dǎo)軌上往復(fù)運(yùn)動(dòng)B.在最初的一個(gè)周期內(nèi),導(dǎo)線一直向左運(yùn)動(dòng)C.在最初的半個(gè)周期內(nèi),導(dǎo)線的加速度先增大后減小D.在最初的半個(gè)周期內(nèi),導(dǎo)線的速度先增大后減小8.(多項(xiàng)選擇)如圖8所示為實(shí)驗(yàn)室電磁炮的模型圖,在傾角θ=37°的絕緣斜面上固定兩條不計(jì)電阻、寬d=1m的平行金屬導(dǎo)軌.導(dǎo)軌處在垂直斜面向下B=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.導(dǎo)軌下端接有電動(dòng)勢(shì)E=24V、內(nèi)阻r=1Ω的電源,滑動(dòng)變阻器的阻值變化范圍為0~10Ω,允許通過(guò)的最大電流為5A.導(dǎo)軌上放置一(連同金屬桿PQ)質(zhì)量m=1kg的電磁炮,金屬桿PQ垂直兩金屬導(dǎo)軌放置,金屬桿電阻R0=2Ω,與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力.閉合開(kāi)關(guān)S使電磁炮在斜面上靜止,那么變阻器連入電路的阻值可能是(取g=10m/s2,sin37°=0.6)()圖8A.2ΩB.4ΩC.6ΩD.8Ω9.(2022·暨陽(yáng)地區(qū)聯(lián)考)利用如圖9所示的實(shí)驗(yàn)裝置可以測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。媒^緣輕質(zhì)絲線把底部長(zhǎng)為L(zhǎng)、電阻為R、質(zhì)量為m的“U〞形線框固定在力敏傳感器的掛鉤上,并用輕質(zhì)導(dǎo)線連接線框與電源,導(dǎo)線的電阻忽略不計(jì).當(dāng)有拉力F作用于力敏傳感器的掛鉤上時(shí),拉力顯示器可以直接顯示力敏傳感器所受的拉力.當(dāng)線框接入恒定電壓為E1時(shí),拉力顯示器的示數(shù)為F1;接入恒定電壓為E2時(shí)(電流方向與電壓為E1時(shí)相反),拉力顯示器的示數(shù)為F2.F1>F2,那么磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為()圖9A.B=eq\f(RF1-F2,LE1-E2) B.B=eq\f(RF1-F2,LE1+E2)C.B=eq\f(RF1+F2,LE2-E1) D.B=eq\f(RF1+F2,LE1+E2)
答案精析1.C2.AC[導(dǎo)線的粗細(xì)相同、材料相同,由電阻定律R=eq\f(ρL,S)可知:導(dǎo)線越長(zhǎng),電阻越大,由I=eq\f(U,R)可知:ACB導(dǎo)線中電流最小,而ADB導(dǎo)線中電流最大,四段導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度都相同,由F=BIL可知,ADB段導(dǎo)線受到的安培力最大,而ACB段導(dǎo)線受到的安培力最小,由左手定那么可知,四段導(dǎo)線受到的安培力的方向均相同,故A、C正確,B、D錯(cuò)誤.]3.B[由安培定那么可得:A、B處的通電導(dǎo)線在C處的合磁場(chǎng)水平向右,O處的通電導(dǎo)線在C處的磁場(chǎng)也是水平向右,故A、B、O處的三條通電導(dǎo)線在C處的合磁場(chǎng)方向水平向右.再由左手定那么可得:C點(diǎn)的通電直導(dǎo)線所受安培力的方向豎直向下,沿著y軸的負(fù)方向,故B正確,A、C、D錯(cuò)誤.]4.AB5.AC6.BD7.AD[當(dāng)t=0時(shí),由左手定那么可知,MN受到向右的安培力,根據(jù)F安=BLI,由于B最大,故此時(shí)的安培力最大,那么MN的加速度最大,隨著時(shí)間的延長(zhǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B減小,故加速度減小,而MN的速度在增大,當(dāng)B=0時(shí),加速度為0,速度最大,當(dāng)B反向時(shí),安培力也會(huì)反向,那么加速度也反向,MN做減速運(yùn)動(dòng),到半個(gè)周期時(shí),MN速度減小到0,此時(shí)的加速度反向最大,然后MN再反向運(yùn)動(dòng),到一個(gè)周期時(shí)MN又回到原出發(fā)的位置,故在最初的一個(gè)周期內(nèi),導(dǎo)線在導(dǎo)軌上往復(fù)運(yùn)動(dòng),應(yīng)選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;在最初的半個(gè)周期內(nèi),導(dǎo)線的加速度先減小后反向增大,而其速度那么是先增大后減小,應(yīng)選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確.]8.BC[電磁炮靜止在導(dǎo)軌上時(shí)受重力、支持力、安培力和摩擦力,其中摩擦力可能沿導(dǎo)軌向上,也可能沿導(dǎo)軌向下,由平衡條件可知:mgsinθ±Ff=IdB,又Ff=μmgcosθ,代入數(shù)據(jù)并依據(jù)題意可得2.2A≤I≤3.8A,由閉合電路歐姆定律可知I=eq\f(E,R0+r+R),解得eq\f(63,19)Ω≤R
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