專題25 磁感應(yīng)強度、安培力一、單項選擇題1【2017·新課標卷】如圖，在磁感應(yīng)強度大小為B0的勻強磁場中，兩長直導線P和Q垂直于紙面固定放置，兩者之間的距離為l。在兩導線中均通有方向垂直于紙面向里的電流I時，紙面內(nèi)與兩導線距離均為l的a點處的磁感應(yīng)強度為零。如果讓P中的電流反向、其他條件不變，則a點處磁感應(yīng)強度的大小為 A0 B C D2B0【答案】C 【考點定位】磁場疊加、安培定則【名師點睛】本題關(guān)鍵為利用安培定則判斷磁場的方向，在根據(jù)幾何關(guān)系進行磁場的疊加和計算。 2【2016·北京卷】中國宋代科學家沈括在夢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。”進一步研究表明，地球周圍地磁場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 A地理南、北極與地磁場的南、北極不重合B地球內(nèi)部也存在磁場，地磁南極在地理北極附近C地球表面任意位置的地磁場方向都與地面平行D地磁場對射向地球赤道的帶電宇宙射線粒子有力的作用【答案】C 【考點定位】考查了地磁場【方法技巧】地球本身是一個巨大的磁體。地球周圍的磁場叫做地磁場。地磁北極在地理南極附近，地磁南極在地理北極附近，所以地磁場的方向是從地磁北極到地磁南極。3【2016·上海卷】如圖，一束電子沿z軸正向流動，則在圖中y軸上A點的磁場方向是 A+x方向B-x方向C+y方向D-y方向【答案】A【解析】據(jù)題意，電子流沿z軸正向流動，電流方向沿z軸負向，由安培定則可以判斷電流激發(fā)的磁場以z軸為中心沿順時針方向（沿z軸負方向看），通過y軸A點時方向向外，即沿x軸正向，則選項A正確?！究键c定位】安培定則、電子束產(chǎn)生電流的方向【方法技巧】首先需要判斷出電子束產(chǎn)生電流的方向，再根據(jù)安培定則判斷感應(yīng)磁場的方向。4【2011·全國卷】如圖，兩根相互平行的長直導線分別通有方向相反的電流I1和I2，且I1>I2；a、b、c、d為導線某一橫截面所在平面內(nèi)的四點，且a、b、c與兩導線共面；b點在兩導線之間，b、d的連線與導線所在平面垂直。磁感應(yīng)強度可能為零的點是Aa點 Bb點 Cc點 Dd點 【答案】C【解析】若某點合磁感應(yīng)強度為零，必有I1和I2在改點形成磁場的磁感應(yīng)強度等大反向，只有C點有可能，C正確?！究键c定位】磁感應(yīng)強度5【2014·新課標全國卷】關(guān)于通電直導線在勻強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線和磁場方向的夾角無關(guān)D將直導線從中點折成直角，安培力的大小一定變?yōu)樵瓉淼囊话搿敬鸢浮緽 【考點定位】安培左手定則6【2014·上海卷】如圖，在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，面積為S的矩形剛性導線框abcd可繞過ad邊的固定軸OO轉(zhuǎn)動，磁場方向與線框平面垂直。在線框中通以電流強度為I的穩(wěn)恒電流，并使線框與豎直平面成角，此時bc邊受到相對OO軸的安培力力矩大小為 （A）ISB （B）ISB （C） （D）【答案】A【解析】邊電流方向與 平行，與磁場垂直，所以安培力大小為，方向根據(jù)左手定則判斷豎直向上，所以安培力的力臂即轉(zhuǎn)軸與安培力之間的距離，根據(jù)幾何關(guān)系可得力臂大小為，所以安培力的力矩為，對照選項A對?！究键c定位】左手定則 力矩7【2015·江蘇·4】如圖所示，用天平測量勻強磁場的磁感應(yīng)強度，下列各選項所示的載流線圈匝數(shù)相同，邊長NM相等，將它們分別掛在天平的右臂下方，線圈中通有大小相同的電流，天平處于平衡狀態(tài)，若磁場發(fā)生微小變化，天平最容易失去平衡的是（ ） 【答案】A【解析】由題意知，當處于磁場中的導體，受安培力作用的有效長度越長，根據(jù)F=BIL知受安培力越大，月容易失去平衡，由圖知選項A中導體的有效長度最大，所以A正確?！究键c定位】物體的平衡、安培力8【2013·安徽卷】圖中a、b、c、d為四根與紙面垂直的長直導線，其橫截面位于正方形的四個頂點上，導線中通有大小相同的電流，方向如圖所示。一帶正電的粒子從正方形中心O點沿垂直于紙面的方向向外運動，它所受洛倫茲力的方向是 A向上 B向下 C向左 D向右【答案】B 【考點定位】右手螺旋定則、場強疊加原理、左手定則.二、多項選擇題9【2017·新課標卷】如圖，三根相互平行的固定長直導線L1、L2和L3兩兩等距，均通有電流，L1中電流方向與L2中的相同，與L3中的相反，下列說法正確的是 AL1所受磁場作用力的方向與L2、L3所在平面垂直BL3所受磁場作用力的方向與L1、L2所在平面垂直CL1、L2和L3單位長度所受的磁場作用力大小之比為DL1、L2和L3單位長度所受的磁場作用力大小之比為【答案】BC 【考點定位】電流磁效應(yīng)、安培力、安培定則【名師點睛】先根據(jù)安培定則判斷磁場的方向，再根據(jù)磁場的疊加得出直線電流處磁場的方向，再由左手定則判斷安培力的方向，本題重點是對磁場方向的判斷、大小的比較。10【2017·新課標卷】某同學自制的簡易電動機示意圖如圖所示。矩形線圈由一根漆包線繞制而成，漆包線的兩端分別從線圈的一組對邊的中間位置引出，并作為線圈的轉(zhuǎn)軸。將線圈架在兩個金屬支架之間，線圈平面位于豎直面內(nèi)，永磁鐵置于線圈下方。為了使電池與兩金屬支架連接后線圈能連續(xù)轉(zhuǎn)動起來，該同學應(yīng)將 A左、右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆都刮掉B左、右轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉C左轉(zhuǎn)軸上側(cè)的絕緣漆刮掉，右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉D左轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉，右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉【答案】AD 【考點定位】電動機原理；安培力【名師點睛】此題是電動機原理，主要考查學生對物理規(guī)律在實際生活中的運用能力；關(guān)鍵是通過分析電流方向的變化分析安培力的方向變化情況。 11【2015·全國新課標·18】指南針是我國古代四大發(fā)明之一。關(guān)于指南針，下列說明正確的是A指南針可以僅具有一個磁極B指南針能夠指向南北，說明地球具有磁場C指南針的指向會受到附近鐵塊的干擾D在指南針正上方附近沿指針方向放置一直導線，導線通電時指南針不偏轉(zhuǎn)【答案】BC【解析】 指南針不可以僅具有一個磁極，故A錯誤；指南針能夠指向南北，說明地球具有磁場，故B正確；當附近的鐵塊磁化時，指南針的指向會受到附近鐵塊的干擾，故C正確；根據(jù)安培定則，在指南針正上方附近沿指針方向放置一直導線，導線通電時會產(chǎn)生磁場，指南針會偏轉(zhuǎn)與導線垂直，故D錯誤?！究键c定位】安培定則；地磁場12【2011·遼寧卷】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，并與軌道保持良好接觸，電流I從一條軌道流入，通過導電彈體后從另一條軌道流回，軌道電流可形成在彈體處垂直于軌道面得磁場（可視為勻強磁場），磁感應(yīng)強度的大小與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，現(xiàn)欲使彈體的出射速度增加到原來的2倍，理論上可采用的方法是（ ） A只將軌道長度L變?yōu)樵瓉淼?倍B只將電流I增加至原來的2倍C只將彈體質(zhì)量減至原來的一半D將彈體質(zhì)量減至原來的一半，軌道長度L變?yōu)樵瓉淼?倍，其它量不變【答案】BD 【考點定位】安培力，動能定理13【2011·上海卷】如圖，質(zhì)量為、長為的直導線用兩絕緣細線懸掛于，并處于勻強磁場中。當導線中通以沿正方向的電流，且導線保持靜止時，懸線與豎直方向夾角為。則磁感應(yīng)強度方向和大小可能為 A正向， B正向， C負向， D沿懸線向上，【答案】BC 【考點定位】磁感應(yīng)強度，安培定則14【2012·大綱全國卷】如圖，兩根互相平行的長直導線過紙面上的M、N兩點，且與直面垂直，導線中通有大小相等、方向相反的電流。a、o、b在M、N的連線上，o為MN的中點，c、d位于MN的中垂線上，且a、b、c、d到o點的距離均相等。關(guān)于以上幾點處的磁場，下列說法正確的是Ao點處的磁感應(yīng)強度為零Ba、b兩點處的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相反Cc、d兩點處的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相同Da、c兩點處磁感應(yīng)強度的方向不同【答案】CD【解析】由安培定則和磁場疊加原理可判斷出o點處的磁感應(yīng)強度方向向下，一定不為為零，選項A錯誤；a、b兩點處的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相同，選項B錯誤；c、d兩點處的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相同，選項C正確；a、c兩點處磁感應(yīng)強度的方向不同，選項D正確?！究键c定位】本題考查安培定則和磁場疊加原理15【2014·海南卷】如圖，兩根平行長直導線相距2l，通有大小相等、方向相同的恒定電流：a、b、c是導線所在平面內(nèi)的三點，左側(cè)導線與它們的距離分別為、l和3l。關(guān)于這三點處的磁感應(yīng)強度，下列判斷正確的是 Aa處的磁感應(yīng)強度大小比c處的大Bb、c兩處的磁感應(yīng)強度大小相等Ca、c兩處的磁感應(yīng)強度方向相同Db處的磁感應(yīng)強度為零【答案】AD 【考點定位】磁場疊加、右手定則16【2012·天津卷】如圖所示，金屬棒MN兩端由等長的輕質(zhì)細線水平懸掛，處于豎直向上的勻強磁場中，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。如果僅改變下列某一個條件，角的相應(yīng)變化情況是 A棒中的電流變大，角變大B兩懸線等長變短，角變小C金屬棒質(zhì)量變大，角變大D磁感應(yīng)強度變大，角變小【答案】A【解析】棒受重力、拉力、安培力處于平衡狀態(tài)。由可知電流變大，安培力F變大，角變大，A正確。兩懸線等長變短時，棒所三個力都不變，角不變，B錯誤。金屬棒質(zhì)量變大，重力變大，安培力不變，角變小，C錯誤。磁感應(yīng)強度變大，安培力變大，角變大，D錯誤?！究键c定位】本題考查力的平衡，安培力及其相關(guān)知識17【2014·浙江卷】如圖1所示，兩根光滑平行導軌水平放置，間距為L，其間有豎直向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B。垂直于導軌水平對稱放置一根均勻金屬棒。從t=0時刻起，棒上有如圖2所示的持續(xù)交流電流I，周期為T，最大值為Im，圖1中I所示方向為電流正方向。則金屬棒（ ） A一直向右移動B速度隨時間周期性變化C受到的安培力隨時間周期性變化D受到的安培力在一個周期內(nèi)做正功【答案】ABC 故A、B、C正確；受到的安培力在一個周期內(nèi)先做正功，后做負功，故D錯誤?！究键c定位】安培力、牛頓第二定律、功18【2016·海南卷】如圖（a）所示，揚聲器中有一線圈處于磁場中，當音頻電流信號通過線圈時，線圈帶動紙盆振動，發(fā)出聲音。俯視圖（b）表示處于輻射狀磁場中的線圈（線圈平面即紙面），磁場方向如圖中箭頭所示。在圖（b）中 A當電流沿順時針方向時，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向里B當電流沿順時針方向時，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向外C當電流沿逆時針方向時，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向里D當電流沿逆時針方向時，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向外【答案】BC 【考點定位】安培力【名師點睛】解決本題的關(guān)鍵掌握安培力方向的判定，明確安培力產(chǎn)生的條件，熟練應(yīng)用左手定則判斷安培力的方向。19【2013·海南卷】三條在同一平面（紙面）內(nèi)的長直絕緣導線組成一等邊三角形，在導線中通過的電流均為I，方向如圖所示。a、b和c三點分別位于三角形的三個頂角的平分線上，且到相應(yīng)頂點的距離相等。將a、b和c處的磁感應(yīng)強度大小分別記為B1、B2和B3，下列說法正確的是AB1=B2<B3BB1=B2=B3Ca和b處磁場方向垂直于紙面向外，c處磁場方向垂直于紙面向里Da處磁場方向垂直于紙面向外，b和c處磁場方向垂直于紙面向里【答案】AC【解析】a、b和c處的磁感應(yīng)強度均是三條通電導線單獨存在時在各點處產(chǎn)生的磁場的疊加。由于通過三條導線的電流大小相等，結(jié)合安培定則可判斷出三條導線在a、b處產(chǎn)生的的合磁感應(yīng)強度垂直紙面向外，在c處垂直紙面向里，且B1=B2<B3，故選項A、C正確?！究键c定位】本題考查安培定則及磁場的疊加三、非選擇題20【2016·上海卷】形象描述磁場分布的曲線叫做_，通常_的大小也叫做磁通量密度?！敬鸢浮看鸥芯€；磁感應(yīng)強度【解析】為了形象的描述磁場而假想出來的曲線，曲線上任意一點的切線方向均表示該位置的磁場方向，這樣的曲線稱為磁感線；磁場的強弱大小用磁感應(yīng)強度表示，在磁通量中有：，所以磁感應(yīng)強度也稱為磁通密度?！究键c定位】磁感線、磁感應(yīng)強度、磁通密度【方法技巧】本題考查定義，需要對磁感線、磁感應(yīng)強度以及磁通密度概念熟悉。21【2015·上海·25】如圖，兩根通電長直導線a、b平行放置，a、b中的電流強度分別為I和2I，此時a受到的磁場力為F，若以該磁場力的方向為正，則b受到的磁場力為_；a、b的正中間再放置一根與a、b平行共面的通電長直導線c后，a受到的磁場力大小變?yōu)?F，則此時b受到的磁場力為_。 【答案】-F；-3F或5F 【考點定位】 安培力22【2012··上海物理）載流長直導線周圍磁場的磁感應(yīng)強度大小為B=kI/r，式中常量k>0，I為電流強度，r為距導線的即離。在水平長直導線MN正下方，矩形線圈abcd通以逆時針方向的恒定電流，被兩根等長的輕質(zhì)絕緣細線靜止地懸掛，如圖所示。開始時MN內(nèi)不通電流，此時兩細線內(nèi)的張力均為T0。當MN通以強度為I1的電流時，兩細線內(nèi)的張力均減小為T1：當MN內(nèi)的電流強度變?yōu)镮2時，兩細線的張力均大于T0。 （1）分別指出強度為I1、I2的電流的方向；（2）求MN分別通以強度為I1和I2電流時，線框受到的安培力F1與F2大小之比；（3）當MN內(nèi)的電流強度為I3時兩細線恰好斷裂，在此瞬間線圈的加速度大小為a，求I3?！敬鸢浮浚?）方向向左，方向向右；（2）；（3） 【考點定位】本題考查安培力及其相關(guān)知識14