专题练习23 磁场及其描述 磁场对电流的作用

专题练习23 磁场及其描述 磁场对电流的作用

专题练习(二十三)　磁场及其描述　磁场对电流的作用 ‎ ‎ ‎1.(2013·宝鸡检测)19世纪法国学者安培提出了著名的分子电流假说，他认为，在原子、分子等物质微粒内部，存在着一种环形电流——分子电流(分子电流实际上是由原子内部电子的绕核运动形成的)，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极．下面将分子电流(箭头表示电子运动方向)等效为小磁体的图示中正确的是(　　)‎ 解析：由安培定则可判断出分子电流等效为小磁体的图示中正确的是B.‎ 答案：B ‎2．(2011·新课标全国高考)为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的．在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是(　　)‎ ‎3．如图中的D为置于电磁铁两极间的一段通电直导线，电流方向垂直于纸面向里．在开关S接通后，导线D所受磁场力的方向是(　　)‎ A．向上　　 B．向下　　 ‎ C．向左　　 D．向右 解析：由右手螺旋定则知，软铁芯在导线D处的磁场方向向左，由左手定则可判定导线D受到的磁场力方向向上，A正确．‎ 答案：A ‎4.(2013·上海虹口模拟)如图所示，电流从A点分两路通过对称的半圆支路汇合于B点，在圆环中心O处的磁感应强度(　　)‎ 6‎ ‎ ‎ A．方向垂直于纸面向外 B．方向垂直于纸面向里 C．大小为零 D．无法确定 解析：根据对称性，由安培定则可判断出在圆环中心O处的磁感应强度大小为零，选项C正确．‎ 答案：C ‎5.物理学家法拉第在研究电磁学时，亲手做过许多实验．如图所示的实验就是著名的电磁旋转实验，这种现象是：如果载流导线附近只有磁铁的一个极，磁铁就会围绕导线旋转；反之，载流导线也会围绕单独的某一磁极旋转．这一装置实际上就成为最早的电动机．图中A是可动磁铁，B是固定导线，C是可动导线，D是固定磁铁．图中黑色部分表示汞(磁铁和导线的下半部分都浸没在汞中)，下部接在电源上．这时自上向下看，A和C的转动方向分别是(　　)‎ 解析：通过B、C两圆面的磁场既有向外的磁场又有向里的磁场，磁通量应是向外与向里两部分的差．垂直纸面向外的磁通量相同，面积越大，垂直纸面向里的磁通量越多，则磁通量越少．‎ 答案：AC ‎7.(2013·建阳检测)如图所示，一个半径为R的导电圆环与一个轴向对称的发散磁场处处正交，环上各点的磁感应强度B大小相等，方向均与环面轴线方向成θ角(环面轴线为竖直方向)．若导线环上载有如图所示的恒定电流I，则下列说法正确的是(　　)‎ 6‎ ‎ ‎ A．导电圆环有收缩的趋势 B．导电圆环所受安培力方向竖直向上 C．导电圆环所受安培力的大小为2BIR D．导电圆环所受安培力的大小为2πBIRsin θ 解析：将环形电流看做由许多直线电流元组成，根据左手定则可以判断，各电流元受到的安培力都指向圆环内侧偏上，且与磁场垂直的方向，所以圆环有收缩的趋势，A正确．将安培力分解，结合力分布的对称性可知，水平面内力的合力为零，圆环所受安培力方向竖直向上，B正确．导电圆环所受安培力的大小F＝BIl1sin θ＋BIl2sin θ＋BIl3sin θ＋…＝2πBIRsin θ.D正确．‎ 答案：ABD ‎8．有两根长直导线a、b互相平行放置，如图所示为垂直于导线的截面图．在如图所示的平面内，O点为两根导线连线的中点，M、N为两导线连线的中垂线上两点，与O点的距离相等，aM与MN夹角为θ.若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流I，单根导线中的电流在M处产生的磁感应强度为B0，则关于线段MN上各点的磁感应强度，下列说法正确的是(　　)‎ A．M点和N点的磁感应强度方向一定相反 B．M点和N点的磁感应强度大小均为2B0cos θ C．M点和N点的磁感应强度大小均为2B0sin θ D．在线段MN上各点的磁感应强度都不可能为零 解析：作出两根导线在M、N两处产生的磁感应强度，并根据平行四边形定则求出合磁场，如图所示，显然，A、B正确，C错误．两根导线在O点处产生的磁感应强度等大反向，合磁场为零，所以D错误．‎ 答案：AB ‎9．如图所示为一种自动跳闸的闸刀开关示意图，O是转动轴，A是绝缘手柄，C是闸刀卡口，M、N接电源线，闸刀处于垂直纸面向里、B＝1 T的匀强磁场中，CO间距离10‎ 6‎ ‎ ‎ ‎ cm.当磁场力为0.2 N时，闸刀开关会自动跳开．则要使闸刀开关能跳开，CO中通过的电流的大小和方向为(　　)‎ A．电流方向C→O B．电流方向O→C C．电流大小为1 A D．电流大小为0.5 A 解析：要使闸刀断开，闸刀应受一向左的磁场力，由左手定则可知电流方向应由O→C，由F＝BIL，代入数据得F＝0.2 N时，I＝2 A.‎ A．只将轨道长度L变为原来的2倍 B．只将电流I增加至原来的2倍 C．只将弹体质量减至原来的一半 D．将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，其他量不变 解析：由题意可知，B＝kI，设轨道宽为d，则F安＝BId＝kI2d，由动能定理得，F安·L＝mv2，联立以上式子解得v＝ ，选项B、D正确．‎ 答案：BD ‎11．如图所示，在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4 m、质量为6×10－2 kg的通电直导线，电流I＝1 A，方向垂直于纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动，整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4 T、方向竖直向上的磁场中，设t＝0时，B＝0，则需要几秒，斜面对导线的支持力为零？(g取10 m/s2)‎ 解析：‎ 6‎ ‎ ‎ ‎12．如图所示，两平行金属导轨间的距离L＝0.40 m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ＝37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B＝0.50 T，方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场．金属导轨的一端接有电动势E＝4.5 V、内阻r＝0.50 Ω的直流电源．现把一个质量m＝0.040 kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止．导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0＝2.5 Ω，金属导轨电阻不计，g取10 m/s2.已知sin 37°＝0.60，cos 37°＝0.80，求：‎ ‎(1)通过导体棒的电流；‎ ‎(2)导体棒受到的安培力大小；‎ ‎(3)导体棒受到的摩擦力．‎ 解析：(1)根据闭合电路欧姆定律 I＝＝1.5 A.‎ ‎(2)导体棒受到的安培力 F安＝BIL＝0.30 N.‎ ‎(3)将重力正交分解，设导体棒所受重力沿斜面的分力为F1，则F1＝mgsin 37°＝0.24 N，所以F1＜F安，导体棒受力如图，根据平衡条件有mgsin 37°＋Ff＝F安 解得Ff＝0.06 N，方向沿斜面向下 6‎ ‎ ‎ 答案：(1)1.5 A　(2)0.30 N ‎(3)0.06 N，方向沿斜面向下 。‎ ‎ ‎ 6‎ ‎ ‎