8.1磁场的描述 磁场对电流的作用.docx

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1、第八章，磁场8.1 磁场的描述磁场对电流的作用1 .关于磁感应强度8,下列说法中正确的是（）A.磁场中某点B的大小，跟放在该点的试探电流元的情况有关B.磁场中某点B的方向，跟放在该点的试探电流元所受磁场力方向一致C.在磁场中某点的试探电流元不受磁场力作用时，该点B值大小为零D.在磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大解析：磁感应强度是磁场本身的属性，在磁场中某处为一恒量，其大小可由B=器计算，与试探电流元的、/、L的情况无关，A错.磁感应强度的方向规定为小磁针N极受磁场力的方向，与放在该处电流元受力方向垂直，B错.当试探电流元的方向与磁场方向平行时，虽电流元受磁场力为零，但磁感应强度却不为零

2、，C错.磁感线的疏密是根据磁场的强弱画出的.磁感线越密集的地方，磁感应强度越大，磁感线越稀疏的地方，磁感应强度越小，故D正确.答案：D2 .如图所示，两根平行的通电直导线通过等腰直角三角形两个顶点，两根导线通入大小相等、方向垂直纸面向里的电流，每根导线在直角顶点处产生的磁感应强度的大小均为B.则直角顶点处实际的磁感应强度的大小和方向为（）HSA.2B,沿），轴正方向B.2B,沿），轴负方向C.2B,与X轴正方向同向D.2B,与X轴正方向反向解析：分析题意得，因为磁场的磁感应强度是一个矢量，根据安培定则得到两通电导线在直角顶点处的磁感应强度大小相等，所以合磁感应强度的大小为也8,方向沿水平方向向

3、右，即沿X轴的正方向，选项C正确.答案：C3 .磁体之间的相互作用是通过磁场发生的.对磁场认识正确的是（）A.磁感线有可能出现相交的情况B.磁感线总是由N极出发指向S极C.某点磁场的方向与放在该点小磁针静止时N极所指方向一致D.若在某区域内通电导线不受磁场力的作用，则该区域的磁感应强度一定为零解析：磁感线是用来形象描述磁场强弱及方向的.其切线方向为该点的磁场方向.磁感线相交，表明在此处有两个方向，这不可能.磁感线是闭合曲线，因此要注意在磁铁外部才是由N极指向S极.磁场的方向我们规定为小磁针N极的受力方向即为该处的磁场方向，故C对；通电导线与磁场平行时，不受力，因此不能根据导线不受力就确定该处磁

4、感强度为零.可见A、B、D均错.答案：C4 .如图所示，有两个同心放置且共面的金属圆环，条形磁铁穿过圆心且与两环面垂直，比较通过两环的磁通量仇、b,贝）.hB.aJ,B=9,故A正确，C、D错误.6角与悬线长度无关，B错误.B答案：A16 .如图所示，一金属直杆MN两端接有导线，悬挂于线圈上方，MN与线圈轴线处于同一竖直平面内,为使MN垂直于纸面向外运动，可以（）A.将a、C端接电源正极，b、d端接电源负极B.将力、d端接电源正极，a、C端接电源负极C.将a、d端接电源正极，b、C端接电源负极D.将。端接电源的正极，力接c,d端接电源的负极解析：a、C端接电源正极，b、d端接电源负极时，电流从

5、MTM所在处磁场向上，则MN向外运动，A选项正确.、d端接正极时，MN中电流从N磁场方向向下，受力向外，B选项正确，C选项错误a端接正极，b与C短接，d端接负极时，等同于A选项，所以D选项也正确.答案：ABD17 .如图所示，在绝缘的水平面上等间距固定着三根相互平行的通电直导线、8和c,各导线中的电流大小相同，其中a、C导线中的电流方向垂直纸面向外，力导线中的电流方向垂直纸面向内.每根导线都受到另外两根导线对它的安培力作用，则关于每根导线所受安培力的合力，以下说法中正确的是（）A.导线4所受合力方向水平向右B.导线c所受合力方向水平向右C.导线C所受合力方向水平向左D.导线b所受合力方向水平向

6、左解析：首先用安培定则判定导线所在处的磁场方向，要注意是合磁场的方向，然后用左手定则判定导线的受力方向，可以确定B是正确的.答案：B18 .如图所示，导线M固定，导线Cd与时垂直且与曲相隔一段距离，Cd可以自由移动，试分析Cd的运动情况.解析：首先分析固定导线的磁感线的分布情况，如图所示（用安培定则），然后再用左手定则分析Cd导线在磁场中的受力方向，可以发现Cd导线将顺时针方向转动.仔细留意一下就会发现，当加一转动，两者的电流就有同向的成分，而同向电流相互吸引，可见”导线在顺时针转动的同时还要向导线平移.答案：顺时针转动的同时向ab导线平移19 .质量为m、长度为L的导体棒MN静止于水平导轨上

7、，通过MN的电流为/,匀强磁场的磁感应强度为B,方向与导轨平面成夕角斜向下，如图所示，求棒MN受到的支持力和摩擦力.解析：由左手定则判断安培力的方向时，要注意安培力的方向既垂直于电流方向又垂直于磁场方向，即垂直于电流方向和磁场方向所决定的平面，棒MN受力分析如图所示.由平衡条件有水平方向Fl=Fsin9,竖直方向FN=FCOSe+mg,且F=BIL,从而得Ft=BILsinfFn=B/LCoSe+mg.答案：BILcos3-hmgBILSin620 .如图所示，边长为IooCm的正方形闭合线圈置于匀强磁场中，线圈必、Cd两边中点连线O。，的左右两侧分别存在方向相同、磁感应强度大小各为所=0.6

8、T,82=040T的匀强磁场，若从上往下看，线圈逆时针方向转过37。时，穿过线圈的磁通量改变了多少？线圈从初始位置转过180。时，穿过线圈平面的磁通量改变了多少？解析：在原图位置，磁感线与线圈平面垂直.SS11=BB2=(0.6+0.4)Wb=0.5Wb线圈绕Oo轴逆时针转过37。后，SS112=2Cs37o+B25cos37o=(0.60.80.420.8)Wb=0.4Wb=2-=(0.4-0.5)Wb=-0.1Wb.线圈绕OO轴逆时针转过180。时，规定穿过原线圈平面的磁通量为正，转过180。后，穿过线圈平面的磁通量为负.SSi=2Bz2=-0.5Wb,=3-=(-0.5-0.5)Wb=-

9、LOWb.答案：一0.1Wb-LOWb21 .如图所示为一电流表的原理示意图.质量为加的均质细金属棒MN的中点外通过一挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连，绝缘弹簧劲度系数为L在矩形区域他内有匀强磁场，磁感应强型卜为B,方向垂直纸面向外.与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数，MN的长度大于防.当MN中没有电流通过且处于平衡状态时，MN与矩形区域的Cd边重合；当MN中有电流通过时，指针示数可表示电流强度.(1)当电流表示数为零时，弹簧伸长多少？(重力加速度为g)若要电流表正常工作，MN的哪一端应与电源正极相接？(3)若女=2.0Nm,ab=0.20m,cb=0.050m,=0.20T,此电流

10、表的量程是多少？(不计通电时电流产生的磁场的作用)(4)若将量程扩大到原来的2倍，磁感应强度应变为多大？解析：(1)设当电流表示数为零时，弹簧的伸长量为x,则有mg=心T由式得：x=等.K(2)为使电流表正常工作，作用于通有电流的金属棒MN的安培力必须向下，因此M端应接正极.(3)设电流表满偏时通过MN间电流强度为/m,则有BImab+mg=cbx)联立并代入数据得m=Z5A.(4)设量程扩大后，磁感应强度变为方，则有27mab+mg=k(cbx).由式得：kCbB=2/mab代入数据得：-0.10T.答案：(1)管(2)M端(3)2.5A(4)0.10T22 .质量为加=0.02kg的通电细

11、杆外置于倾角为。二37。的平行放置的导轨上，导轨的宽度d=0.2m,杆加与导轨间的动摩擦因数4=04磁感应强度B=2T的匀强磁场与导轨平面垂直且方向向下，如图所示.现调节滑动变阻器的触头，试求出为使杆必静止不动，通过他杆的电流范围为多少Q取IOm/S?)解析：杆必中的电流从。到b,所受的安培力方向平行于导轨向上.当电流较大时，导体有向上的运动趋势，所受静摩擦力向下；当静摩擦力达到最大时，磁场力为最大值Q,此时通过外的电流最大为/max；同理，当电流最小时，应该是导体受向上的最大静摩擦力，此时的安培力为22,电流为min.正确地画出两种情况下的受力图，由平衡条件列方程求解.根据图3)受力图列式如

12、下：Fl%gsinJ-Ffi=O,FN-ZgcosJ=0,FfI=n，FI=BInaxd.解上述方程得lax=0.46A.Htg(a)mg(b)根据S)受力图列式如下：户2+%mgsinO=O,Ffi-fngcos=0,Ff2=MFNFz=BImind.解上述方程得min=0.14A.故通过Cib杆的电流范围是0.14A0.46A.答案：0.14A0.46A23 .如图所示，PQ和MN为水平、平行放置的金属导轨，相距L=Im.PM间接有一个电动势为E=6V、内阻r=lC的电源和一只滑动变阻器.导体棒必跨放在导轨上，棒的质量加=0.2kg,棒的中点用细绳经定滑轮与物体相连，物体的质量M=O.3k

13、g.棒与导轨的动摩擦因数为=0.5,匀强磁场的磁感应强度8=2T,方向竖直向下.求为使物体保持静止，滑动变阻器连入电路的阻值为多大.设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，导轨与棒的电阻不计.（g取IOm/S?）解析：导体棒受到的最大静摩擦力为Ff=尸N=，g=O.5xO.2xlON=1N.绳对导体棒的拉力尸拉=Mg=O.3x10N=3N.导体棒将要向左滑动时BAnaxL=Ff+尸拉，ma=2A.F6V6V由闭合电路欧姆定律得/max=、上=R工77?故Rmin=2C.AminIAmin11max十1导体棒将要向右滑动时Ff+BZminL=FZmin=IA.E6V6V由闭合电路欧姆定律得/*=方士L=表77C或A1c，KmaX十rKmaX十MnaX十1Z故RmaX=5.滑动变阻器连入电路的阻值为2R5.答案：2R5