第一章安培力與洛倫茲力專題1安培力作用下導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)和平衡問題【核心素養(yǎng)目標(biāo)】物理觀念從運(yùn)動(dòng)和平衡中認(rèn)識(shí)安培力的特點(diǎn)科學(xué)思維熟練應(yīng)用左手定則判斷安培力的方向和導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向科學(xué)探究會(huì)分析在安培力作用下的平衡問題科學(xué)態(tài)度與責(zé)任會(huì)結(jié)合牛頓第二定律求導(dǎo)體棒的瞬時(shí)加速度．知識(shí)點(diǎn)一安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的判斷【重難詮釋】電流元法把整段導(dǎo)線分為許多段直電流元，先用左手定則判斷每段電流元受力的方向，然后判斷整段導(dǎo)線所受合力的方向，從而確定導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向等效法環(huán)形電流可等效成小磁針，通電螺線管可等效成條形磁體或多個(gè)環(huán)形電流，反過來等效也成立特殊位置法通過轉(zhuǎn)動(dòng)通電導(dǎo)線到某個(gè)便于分析的特殊位置(如轉(zhuǎn)過90°角)，然后判斷其所受安培力的方向，從而確定其運(yùn)動(dòng)方向結(jié)論法兩平行直線電流在相互作用過程中，無轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，同向電流互相吸引，異向電流互相排斥；兩不平行的直線電流相互作用時(shí)，有轉(zhuǎn)到平行且電流方向相同的趨勢(shì)轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法定性分析磁體在電流磁場作用下如何運(yùn)動(dòng)的問題，可先分析電流在磁體磁場中所受的安培力，然后由牛頓第三定律確定磁體所受電流磁場的作用，從而確定磁體所受合力及運(yùn)動(dòng)方向【典例精析】例1．如圖所示，把輕質(zhì)導(dǎo)線圈用絕緣細(xì)線懸掛在磁體N極附近，磁體的軸線穿過線圈的圓心且垂直于線圈平面．當(dāng)線圈內(nèi)通以圖示方向的電流(從右向左看沿逆時(shí)針方向)后，線圈的運(yùn)動(dòng)情況是()A．線圈向左運(yùn)動(dòng)B．線圈向右運(yùn)動(dòng)C．從上往下看順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)D．從上往下看逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)知識(shí)點(diǎn)二安培力作用下導(dǎo)體的平衡【重難詮釋】1．求解安培力作用下導(dǎo)體棒平衡問題的基本思路2．分析求解安培力時(shí)需要注意的問題(1)首先畫出通電導(dǎo)體所在處的磁感線的方向，再根據(jù)左手定則判斷安培力方向．(2)安培力大小與導(dǎo)體放置的角度有關(guān)，l為導(dǎo)體垂直于磁場方向的長度，即有效長度．【典例精析】例2．如圖所示，水平導(dǎo)軌間距為L＝0.5m，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)；導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量m＝1kg，電阻R0＝0.9Ω，與導(dǎo)軌接觸良好；電源電動(dòng)勢(shì)E＝10V，內(nèi)阻r＝0.1Ω，電阻R＝4Ω；外加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝5T，方向垂直于ab，與導(dǎo)軌平面成α＝53°角；ab與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.5(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)，定滑輪摩擦不計(jì)，絕緣細(xì)線對(duì)ab的拉力沿水平方向，重力加速度g取10m/s2，ab處于靜止?fàn)顟B(tài)．已知sin53°＝0.8，cos53°＝0.6.求：(1)通過ab的電流；(2)ab受到的安培力大小；(3)重物重力G的取值范圍．知識(shí)點(diǎn)三安培力作用下導(dǎo)體的加速【重難詮釋】1．解決在安培力作用下導(dǎo)體的加速運(yùn)動(dòng)問題，首先對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，其中重要的是不要漏掉安培力，然后根據(jù)牛頓第二定律列方程求解．2．受力分析時(shí)，選定觀察角度畫好平面圖，標(biāo)出電流方向和磁場方向，然后利用左手定則判斷安培力的方向．【典例精析】例3．如圖所示，光滑的平行導(dǎo)軌傾角為θ，處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)軌中接入電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的直流電源．電路中有一阻值為R的電阻，其余電阻不計(jì)，將質(zhì)量為m、長度為l的導(dǎo)體棒由靜止釋放，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，求導(dǎo)體棒在釋放瞬間的加速度的大小．(重力加速度為g)針對(duì)訓(xùn)練一、單選題1．如圖所示，寬為L的光滑金屬導(dǎo)軌與水平面成角，質(zhì)量為m、長為L的金屬桿ab水平放置在導(dǎo)軌上．空間存在著方向向上的勻強(qiáng)磁場，當(dāng)回路中電流為I時(shí)，金屬桿恰好能靜止。重力加速度為g，則（）A．磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B．磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為C．磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為D．磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2．一根質(zhì)量為m粗細(xì)可忽略長度為l的導(dǎo)體棒靜止在一個(gè)足夠長的光滑絕緣半圓柱體頂端，導(dǎo)體棒中通有垂直紙面向外大小為I的電流，其截面如題圖，現(xiàn)讓導(dǎo)體棒由靜止滑下，一段時(shí)間后從某一位置P離開半圓柱體。若給空間加入方向沿半圓柱截面半徑指向圓心的磁場（圖中未畫出），其它條件不變，則導(dǎo)體棒離開半圓柱體的位置在P點(diǎn)的（）A．同一位置 B．右下方 C．左上方 D．無法確定3．如圖所示，在傾角為θ的光滑斜面上，垂直紙面水平放置一根長為L、質(zhì)量為m的通電直導(dǎo)線，電流大小為I，方向垂直紙面向里，欲使導(dǎo)線靜止于斜面上，外加磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值的大小和方向是（）A．，方向垂直斜面向下B．，方向豎直向下C．，方向水平向左D．，方向水平向右4．如圖所示，兩根間距為d的平行光滑金屬導(dǎo)軌間接有電源E，導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ=30°，金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，導(dǎo)軌與金屬桿接觸良好。整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中。當(dāng)磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向上時(shí)，金屬桿ab剛好處于靜止?fàn)顟B(tài)，要使金屬桿能沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)，可以采取的措施是（）A．增大磁感應(yīng)強(qiáng)度BB．調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片向下滑動(dòng)C．將電源正負(fù)極對(duì)調(diào)使金屬桿中的電流方向改變D．減小導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ（磁場方向仍垂直導(dǎo)軌平面向上）5．如圖甲所示，一通電導(dǎo)體棒用兩根絕緣輕質(zhì)細(xì)線懸掛在天花板上并靜止在水平位量。當(dāng)導(dǎo)體棒所在空間加上勻強(qiáng)磁場，再次靜止時(shí)細(xì)線與豎直方向成角，如圖乙所示（圖甲中從左向右看）。已知導(dǎo)體棒長度為L、質(zhì)量為m、電流為I，重力加速度大小為g。關(guān)于乙圖，下列說法正確的是（）A．當(dāng)磁場方向斜向右上方且與細(xì)線垂直時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度最小B．磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值為C．磁感應(yīng)強(qiáng)度最小時(shí)，每根細(xì)線的拉力大小為D．當(dāng)磁場方向水平向左時(shí)，不能使導(dǎo)體棒在圖示位置保持靜止6．如圖所示，勁度系數(shù)為k的輕彈簧，一端固定在天花板上，另一端懸掛邊長為L、匝數(shù)為n的正方形線框，線框的下半部分處于磁場方向垂直紙而向里的勻強(qiáng)磁場中。當(dāng)線框中未通入電流，處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，彈簧伸長量為；當(dāng)線框中通入大小為I的順時(shí)針方向電流，處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，彈簧伸長量為。忽略回路中電流生的磁場，只有線框的下半部分始終處于磁場中，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，重力加速度為g，下列說法正確的是（

）A．磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B．線框受到的安培力方向豎直向上C．線框受到的安培力大小為 D．線框的質(zhì)量為7．如圖所示為電流天平，可以用來測(cè)量勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度。它的右臂掛著矩形線圈，匝數(shù)為n，線圈的水平邊長為L，處于勻強(qiáng)磁場內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與線圈平面垂直。當(dāng)線圈中通過電流I時(shí)，調(diào)節(jié)砝碼使兩臂達(dá)到平衡。然后使電流反向，大小不變。這時(shí)需要在右盤中增加質(zhì)量為m的砝碼，才能使兩臂再達(dá)到新的平衡。則磁感應(yīng)強(qiáng)度B的表達(dá)式正確的是（）A． B． C． D．8．如圖，彈簧測(cè)力計(jì)下掛有一匝數(shù)為N的正方形導(dǎo)線框，導(dǎo)線框用橫截面積為S的導(dǎo)線繞制而成，邊長為L，質(zhì)量為M。線框中通有順時(shí)針方向電流I，它的上邊水平且處于垂直紙面向內(nèi)、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，線框處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F、電子電荷量e、導(dǎo)線單位體積內(nèi)自由電子個(gè)數(shù)n、重力加速度g，自由電子定向移動(dòng)的速率為（）A． B．C． D．二、多選題9．如圖所示，質(zhì)量為m的通電直導(dǎo)線用絕緣輕繩懸掛（圖中畫出的是截面圖），電流方向垂直于紙面向里，勻強(qiáng)磁場平行于紙面，導(dǎo)線處于靜止?fàn)顟B(tài)，輕繩與豎直方向的夾角為30°，重力加速度為g。以下說法中正確的是（）A．磁場的方向可能水平向右B．磁場的方向可能豎直向上C．磁場的方向可能垂直紙面向外D．磁場的方向可能水平向左10．如圖所示，用兩根輕細(xì)懸線將質(zhì)量為，長為的金屬棒懸掛在兩處，置于勻強(qiáng)磁場內(nèi)。當(dāng)棒中通以從到的電流后，兩懸線偏離豎直方向角而處于平衡狀態(tài)，為了使棒平衡在該位置上，所需的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向正確的是（）A．，豎直向下 B．，豎直向上C．，平行懸線向上 D．，平行懸線向下11．如圖所示，條形磁體放在水平桌面上，一根通電直導(dǎo)線由S極的上端平移到N極的上端的過程中，導(dǎo)線保持與磁體垂直，導(dǎo)線的通電方向如圖所示。這個(gè)過程中磁體保持靜止，則（）A．磁體受到的摩擦力方向由向左變?yōu)橄蛴褺．磁體受到的摩擦力方向由向右變?yōu)橄蜃驝．磁體對(duì)桌面的壓力大小總是大于其重力D．磁體對(duì)桌面的壓力大小總是等于其重力12．某電流表的原理如圖所示，質(zhì)量為m=40g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=4.0N/m。在矩形區(qū)域abcd內(nèi)有勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.20T。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的長度大于ab，ab的長度為l=0.20m，bc的長度為L=0.05m，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)可表示電流大小，M接電源負(fù)極，N接電源正極，不計(jì)通電時(shí)電流產(chǎn)生的磁場的作用，下列說法正確的是（）A．若要電流表正常工作，磁場方向應(yīng)垂直紙面向外B．若將量程擴(kuò)大到原來的2倍，磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)變?yōu)镃．此電流表可以測(cè)量的最大電流為5.0AD．把此電流表放入向上勻加速直線運(yùn)動(dòng)的升降機(jī)中，測(cè)量的電流值偏大三、解答題13．如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離，金屬導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角，在導(dǎo)軌平面內(nèi)分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場。金屬導(dǎo)軌的一端接有電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)阻的直流電源。相同材料制成的導(dǎo)體棒、長均為L，其中棒的橫截面積是棒兩倍，導(dǎo)體棒垂直放在金屬導(dǎo)軌上，且與金屬導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)體棒靜止于金屬導(dǎo)軌上。導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的電阻，恰好不受摩擦力，金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì)，已知，，，求：（1）通過導(dǎo)體棒的電流；（2）棒所受到的摩擦力的大小。14．如圖所示，在傾角為的光滑斜面上，放置一段通有電流為，長度，質(zhì)量的導(dǎo)體棒，電流方向垂直紙面向里，試求：（1）若空間中有豎直向上的勻強(qiáng)磁場，要使導(dǎo)體棒靜止在斜面上，則所加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小；（2）要使導(dǎo)體棒靜止在斜面上且對(duì)斜面無壓力，則所加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向：（3）如果磁場的大小方向可變，棒依然靜止，勻強(qiáng)磁場沿什么方向時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，最小值為多少？15．如圖所示，兩平行軌道在同一水平面內(nèi)。一導(dǎo)體棒垂直放在軌道上，棒與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)恒定。整個(gè)裝置置于勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒定，方向與金屬棒垂直、與水平向右方向的夾角θ可調(diào)。現(xiàn)給導(dǎo)體棒通以圖示方向（沿棒向里）的恒定電流并給導(dǎo)體棒一個(gè)水平向右的初速度，當(dāng)θ調(diào)為90和150時(shí)，導(dǎo)體棒均沿軌道向右勻速運(yùn)動(dòng)，不考慮導(dǎo)體棒中電流變化，求：（1）當(dāng)θ調(diào)為150時(shí)，導(dǎo)體棒所受安培力的方向；（2）棒與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)。第一章安培力與洛倫茲力專題1安培力作用下導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)和平衡問題【核心素養(yǎng)目標(biāo)】物理觀念從運(yùn)動(dòng)和平衡中認(rèn)識(shí)安培力的特點(diǎn)科學(xué)思維熟練應(yīng)用左手定則判斷安培力的方向和導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向科學(xué)探究會(huì)分析在安培力作用下的平衡問題科學(xué)態(tài)度與責(zé)任會(huì)結(jié)合牛頓第二定律求導(dǎo)體棒的瞬時(shí)加速度．知識(shí)點(diǎn)一安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的判斷【重難詮釋】電流元法把整段導(dǎo)線分為許多段直電流元，先用左手定則判斷每段電流元受力的方向，然后判斷整段導(dǎo)線所受合力的方向，從而確定導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向等效法環(huán)形電流可等效成小磁針，通電螺線管可等效成條形磁體或多個(gè)環(huán)形電流，反過來等效也成立特殊位置法通過轉(zhuǎn)動(dòng)通電導(dǎo)線到某個(gè)便于分析的特殊位置(如轉(zhuǎn)過90°角)，然后判斷其所受安培力的方向，從而確定其運(yùn)動(dòng)方向結(jié)論法兩平行直線電流在相互作用過程中，無轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，同向電流互相吸引，異向電流互相排斥；兩不平行的直線電流相互作用時(shí)，有轉(zhuǎn)到平行且電流方向相同的趨勢(shì)轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法定性分析磁體在電流磁場作用下如何運(yùn)動(dòng)的問題，可先分析電流在磁體磁場中所受的安培力，然后由牛頓第三定律確定磁體所受電流磁場的作用，從而確定磁體所受合力及運(yùn)動(dòng)方向【典例精析】例1．如圖所示，把輕質(zhì)導(dǎo)線圈用絕緣細(xì)線懸掛在磁體N極附近，磁體的軸線穿過線圈的圓心且垂直于線圈平面．當(dāng)線圈內(nèi)通以圖示方向的電流(從右向左看沿逆時(shí)針方向)后，線圈的運(yùn)動(dòng)情況是()A．線圈向左運(yùn)動(dòng)B．線圈向右運(yùn)動(dòng)C．從上往下看順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)D．從上往下看逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)【答案】A【解析】將環(huán)形電流等效成小磁針，如圖所示，根據(jù)異名磁極相互吸引知，線圈將向左運(yùn)動(dòng)；也可將左側(cè)條形磁體等效成環(huán)形電流，根據(jù)“同向電流相吸引，異向電流相排斥”可知線圈向左運(yùn)動(dòng)，選A.知識(shí)點(diǎn)二安培力作用下導(dǎo)體的平衡【重難詮釋】1．求解安培力作用下導(dǎo)體棒平衡問題的基本思路2．分析求解安培力時(shí)需要注意的問題(1)首先畫出通電導(dǎo)體所在處的磁感線的方向，再根據(jù)左手定則判斷安培力方向．(2)安培力大小與導(dǎo)體放置的角度有關(guān)，l為導(dǎo)體垂直于磁場方向的長度，即有效長度．【典例精析】例2．如圖所示，水平導(dǎo)軌間距為L＝0.5m，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)；導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量m＝1kg，電阻R0＝0.9Ω，與導(dǎo)軌接觸良好；電源電動(dòng)勢(shì)E＝10V，內(nèi)阻r＝0.1Ω，電阻R＝4Ω；外加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝5T，方向垂直于ab，與導(dǎo)軌平面成α＝53°角；ab與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.5(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)，定滑輪摩擦不計(jì)，絕緣細(xì)線對(duì)ab的拉力沿水平方向，重力加速度g取10m/s2，ab處于靜止?fàn)顟B(tài)．已知sin53°＝0.8，cos53°＝0.6.求：(1)通過ab的電流；(2)ab受到的安培力大小；(3)重物重力G的取值范圍．【答案】(1)2A，方向由a到b(2)5N(3)0.5N≤G≤7.5N【解析】(1)由閉合電路的歐姆定律可得，通過ab的電流I＝eq\f(E,R＋R0＋r)＝eq\f(10,4＋0.9＋0.1)A＝2A方向由a到b；(2)ab受到的安培力F＝ILB＝2×0.5×5N＝5N；(3)ab受力如圖所示，最大靜摩擦力：Ffm＝μ(mg－Fcos53°)＝3.5N由平衡條件得：當(dāng)最大靜摩擦力方向向左時(shí)：FT＝Fsin53°＋Ffm＝7.5N當(dāng)最大靜摩擦力方向向右時(shí)：FT′＝Fsin53°－Ffm＝0.5N由于重物受力平衡，則重物重力的取值范圍為0.5N≤G≤7.5N知識(shí)點(diǎn)三安培力作用下導(dǎo)體的加速【重難詮釋】1．解決在安培力作用下導(dǎo)體的加速運(yùn)動(dòng)問題，首先對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，其中重要的是不要漏掉安培力，然后根據(jù)牛頓第二定律列方程求解．2．受力分析時(shí)，選定觀察角度畫好平面圖，標(biāo)出電流方向和磁場方向，然后利用左手定則判斷安培力的方向．【典例精析】例3．如圖所示，光滑的平行導(dǎo)軌傾角為θ，處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)軌中接入電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的直流電源．電路中有一阻值為R的電阻，其余電阻不計(jì)，將質(zhì)量為m、長度為l的導(dǎo)體棒由靜止釋放，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，求導(dǎo)體棒在釋放瞬間的加速度的大小．(重力加速度為g)【答案】gsinθ－eq\f(BElcosθ,mR＋r)【解析】畫出題中裝置的側(cè)視圖，導(dǎo)體棒受力分析如圖所示，導(dǎo)體棒受重力mg、支持力FN和安培力F，由牛頓第二定律得mgsinθ－Fcosθ＝ma，又F＝BIl，I＝eq\f(E,R＋r)，聯(lián)立可得a＝gsinθ－eq\f(BElcosθ,mR＋r).針對(duì)訓(xùn)練一、單選題1．如圖所示，寬為L的光滑金屬導(dǎo)軌與水平面成角，質(zhì)量為m、長為L的金屬桿ab水平放置在導(dǎo)軌上．空間存在著方向向上的勻強(qiáng)磁場，當(dāng)回路中電流為I時(shí)，金屬桿恰好能靜止。重力加速度為g，則（）A．磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B．磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為C．磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為D．磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為【答案】C【解析】磁場方向豎直向上，根據(jù)左手定則可知，安培力方向應(yīng)水平向右，大小有金屬桿恰好靜止，則安培力和重力沿斜面方向的分力相等整理得到故選C。2．一根質(zhì)量為m粗細(xì)可忽略長度為l的導(dǎo)體棒靜止在一個(gè)足夠長的光滑絕緣半圓柱體頂端，導(dǎo)體棒中通有垂直紙面向外大小為I的電流，其截面如題圖，現(xiàn)讓導(dǎo)體棒由靜止滑下，一段時(shí)間后從某一位置P離開半圓柱體。若給空間加入方向沿半圓柱截面半徑指向圓心的磁場（圖中未畫出），其它條件不變，則導(dǎo)體棒離開半圓柱體的位置在P點(diǎn)的（）A．同一位置 B．右下方 C．左上方 D．無法確定【答案】C【解析】導(dǎo)體棒從某一位置P離開半圓柱體，如圖所示這個(gè)位置導(dǎo)體棒由重力沿半徑方向的重力分力提供向心力，即若給空間加入方向沿半圓柱截面半徑指向圓心的磁場，導(dǎo)體棒受到一個(gè)垂直于半徑方向的安培力，在導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的過程中，重力和安培力做正功，由動(dòng)能定理可知，若導(dǎo)體棒能到達(dá)位置，導(dǎo)體棒的速度大于原來沒有磁場時(shí)的速度，故導(dǎo)體棒提前離開半圓柱體。故選C。3．如圖所示，在傾角為θ的光滑斜面上，垂直紙面水平放置一根長為L、質(zhì)量為m的通電直導(dǎo)線，電流大小為I，方向垂直紙面向里，欲使導(dǎo)線靜止于斜面上，外加磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值的大小和方向是（）A．，方向垂直斜面向下B．，方向豎直向下C．，方向水平向左D．，方向水平向右【答案】A【解析】對(duì)導(dǎo)體棒受力分析，受重力、支持力和安培力，三力平衡，如圖所示當(dāng)安培力平行斜面向上時(shí)最小，故安培力的最小值為故磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值為根據(jù)左手定則，磁場方向垂直斜面向下。故選A。4．如圖所示，兩根間距為d的平行光滑金屬導(dǎo)軌間接有電源E，導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ=30°，金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，導(dǎo)軌與金屬桿接觸良好。整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中。當(dāng)磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向上時(shí)，金屬桿ab剛好處于靜止?fàn)顟B(tài)，要使金屬桿能沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)，可以采取的措施是（）A．增大磁感應(yīng)強(qiáng)度BB．調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片向下滑動(dòng)C．將電源正負(fù)極對(duì)調(diào)使金屬桿中的電流方向改變D．減小導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ（磁場方向仍垂直導(dǎo)軌平面向上）【答案】C【解析】A．金屬桿ab剛好處于靜止?fàn)顟B(tài)，根據(jù)平衡條件可得增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B，安培力增大，金屬棒將沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；B．調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片向下滑動(dòng)，其接入阻值減小，電流增大，安培力增大，金屬棒將沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤；C．將電源正負(fù)極對(duì)調(diào)使金屬桿中的電流方向改變，安培力將沿導(dǎo)軌向下，金屬棒將沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)，C正確；D．減小導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ，導(dǎo)致金屬棒將沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)誤。故選C。5．如圖甲所示，一通電導(dǎo)體棒用兩根絕緣輕質(zhì)細(xì)線懸掛在天花板上并靜止在水平位量。當(dāng)導(dǎo)體棒所在空間加上勻強(qiáng)磁場，再次靜止時(shí)細(xì)線與豎直方向成角，如圖乙所示（圖甲中從左向右看）。已知導(dǎo)體棒長度為L、質(zhì)量為m、電流為I，重力加速度大小為g。關(guān)于乙圖，下列說法正確的是（）A．當(dāng)磁場方向斜向右上方且與細(xì)線垂直時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度最小B．磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值為C．磁感應(yīng)強(qiáng)度最小時(shí)，每根細(xì)線的拉力大小為D．當(dāng)磁場方向水平向左時(shí)，不能使導(dǎo)體棒在圖示位置保持靜止【答案】C【解析】AB．當(dāng)安培力的方向與細(xì)線垂直時(shí)，安培力最小，此時(shí)根據(jù)左手定則可知，磁場方向沿細(xì)線向上；由平衡可知解得磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值為選項(xiàng)AB錯(cuò)誤；C．磁感應(yīng)強(qiáng)度最小時(shí)，則每根細(xì)線的拉力大小為選項(xiàng)C正確；D．當(dāng)磁場方向水平向左時(shí)，安培力豎直向上，則當(dāng)BIL=mg時(shí)導(dǎo)體棒仍可在圖示位置保持靜止，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。6．如圖所示，勁度系數(shù)為k的輕彈簧，一端固定在天花板上，另一端懸掛邊長為L、匝數(shù)為n的正方形線框，線框的下半部分處于磁場方向垂直紙而向里的勻強(qiáng)磁場中。當(dāng)線框中未通入電流，處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，彈簧伸長量為；當(dāng)線框中通入大小為I的順時(shí)針方向電流，處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，彈簧伸長量為。忽略回路中電流生的磁場，只有線框的下半部分始終處于磁場中，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，重力加速度為g，下列說法正確的是（

）A．磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B．線框受到的安培力方向豎直向上C．線框受到的安培力大小為 D．線框的質(zhì)量為【答案】A【解析】A．當(dāng)線框中未通入電流，處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，彈簧伸長量為，有當(dāng)線框中通入大小為I的順時(shí)針方向電流，處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，彈簧伸長量為，有解得磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為故A正確；B．根據(jù)左手定則可以判斷，線框受到的安培力方向豎直下，故B錯(cuò)誤；C．線框受到的安培力大小為故C錯(cuò)誤；D．線框的質(zhì)量為故D錯(cuò)誤。故選A。7．如圖所示為電流天平，可以用來測(cè)量勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度。它的右臂掛著矩形線圈，匝數(shù)為n，線圈的水平邊長為L，處于勻強(qiáng)磁場內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與線圈平面垂直。當(dāng)線圈中通過電流I時(shí)，調(diào)節(jié)砝碼使兩臂達(dá)到平衡。然后使電流反向，大小不變。這時(shí)需要在右盤中增加質(zhì)量為m的砝碼，才能使兩臂再達(dá)到新的平衡。則磁感應(yīng)強(qiáng)度B的表達(dá)式正確的是（）A． B． C． D．【答案】A【解析】設(shè)左盤中砝碼的質(zhì)量為，右盤中砝碼的質(zhì)量為，線框的質(zhì)量為，根據(jù)題意可知電流方向變化前，線框受到的安培力方向向下，根據(jù)平衡條件有電流反向，大小不變，可知線框受到的安培力方向向上，根據(jù)平衡條件有聯(lián)立解得故選A。8．如圖，彈簧測(cè)力計(jì)下掛有一匝數(shù)為N的正方形導(dǎo)線框，導(dǎo)線框用橫截面積為S的導(dǎo)線繞制而成，邊長為L，質(zhì)量為M。線框中通有順時(shí)針方向電流I，它的上邊水平且處于垂直紙面向內(nèi)、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，線框處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F、電子電荷量e、導(dǎo)線單位體積內(nèi)自由電子個(gè)數(shù)n、重力加速度g，自由電子定向移動(dòng)的速率為（）A． B．C． D．【答案】B【解析】A．根據(jù)電流的定義式可知整理得故A錯(cuò)誤；BCD．根據(jù)左手定則可知N匝線框所受安培力豎直向上，線框靜止則，聯(lián)立以上各式可得故CD錯(cuò)誤，B正確。故選B。二、多選題9．如圖所示，質(zhì)量為m的通電直導(dǎo)線用絕緣輕繩懸掛（圖中畫出的是截面圖），電流方向垂直于紙面向里，勻強(qiáng)磁場平行于紙面，導(dǎo)線處于靜止?fàn)顟B(tài)，輕繩與豎直方向的夾角為30°，重力加速度為g。以下說法中正確的是（）A．磁場的方向可能水平向右B．磁場的方向可能豎直向上C．磁場的方向可能垂直紙面向外D．磁場的方向可能水平向左【答案】BD【解析】A．磁場的方向水平向右時(shí)，由左手定則，安培力方向豎直向下，輕繩與豎直方向的夾角為30°時(shí)，通電直導(dǎo)線不可能平衡。A錯(cuò)誤；B．磁場的方向豎直向上時(shí)，由左手定則，安培力方向水平向右，輕繩與豎直方向的夾角為30°時(shí)，若安培力和重力的合力與繩子的拉力大小相等方向相反，通電直導(dǎo)線可以處在靜止?fàn)顟B(tài)。B正確；C．磁場的方向垂直紙面向外時(shí)，不受安培力，通電直導(dǎo)線靜止時(shí)，輕繩不可能與豎直方向的夾角為30°。C錯(cuò)誤；D．磁場的方向水平向左時(shí)，由左手定則，安培力方向豎直向上，若安培力和重力大小相等，輕繩與豎直方向的夾角為30°時(shí)，通電直導(dǎo)線可以處在靜止?fàn)顟B(tài)。D正確。故選BD。10．如圖所示，用兩根輕細(xì)懸線將質(zhì)量為，長為的金屬棒懸掛在兩處，置于勻強(qiáng)磁場內(nèi)。當(dāng)棒中通以從到的電流后，兩懸線偏離豎直方向角而處于平衡狀態(tài)，為了使棒平衡在該位置上，所需的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向正確的是（）A．，豎直向下 B．，豎直向上C．，平行懸線向上 D．，平行懸線向下【答案】BC【解析】AB．從端截面分析，當(dāng)磁場方向?yàn)樨Q直方向時(shí)，只有受力分析如圖這樣才能受力平衡，所以豎直方向的磁場方向?yàn)樨Q直向上，且滿足解得故A錯(cuò)誤，B正確；CD．從端截面分析，當(dāng)磁場方向平行懸線方向時(shí)，只有受力分析如圖分析可知，只有當(dāng)磁場平行懸線向上時(shí)，才能受力平衡，即解得故C正確，D錯(cuò)誤。故選BC。11．如圖所示，條形磁體放在水平桌面上，一根通電直導(dǎo)線由S極的上端平移到N極的上端的過程中，導(dǎo)線保持與磁體垂直，導(dǎo)線的通電方向如圖所示。這個(gè)過程中磁體保持靜止，則（）A．磁體受到的摩擦力方向由向左變?yōu)橄蛴褺．磁體受到的摩擦力方向由向右變?yōu)橄蜃驝．磁體對(duì)桌面的壓力大小總是大于其重力D．磁體對(duì)桌面的壓力大小總是等于其重力【答案】AC【解析】AB．首先磁體上方的磁感線從N極出發(fā)回到S極，是曲線，通電直導(dǎo)線由S極的上端平移到N極的上端的過程中，受到的安培力由左上方變?yōu)檎戏皆僮優(yōu)橛疑戏剑鶕?jù)牛頓第三定律，導(dǎo)線對(duì)磁體的力由右下方變?yōu)檎路皆僮優(yōu)樽笙路剑朋w靜止不動(dòng)，所以所受摩擦力方向由向左變?yōu)橄蛴遥珹正確，B錯(cuò)誤；CD．磁體對(duì)桌面的壓力大小總是大于其重力，C正確，D錯(cuò)誤。故選AC。12．某電流表的原理如圖所示，質(zhì)量為m=40g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=4.0N/m。在矩形區(qū)域abcd內(nèi)有勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.20T。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的長度大于ab，ab的長度為l=0.20m，bc的長度為L=0.05m，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)可表示電流大小，M接電源負(fù)極，N接電源正極，不計(jì)通電時(shí)電流產(chǎn)生的磁場的作用，下列說法正確的是（）A．若要電流表正常工作，磁場方向應(yīng)垂直紙面向外B．若將量程擴(kuò)大到原來的2倍，磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)變?yōu)镃．此電流表可以測(cè)量的最大電流為5.0AD．把此電流表放入向上勻加速直線運(yùn)動(dòng)的升降機(jī)中，測(cè)量的電流值偏大【答案】CD【解析】A．當(dāng)電流表正常工作時(shí)，電流表有示數(shù)，金屬棒必受到向下的安培力，根據(jù)左手定則知，磁場方向垂直紙面向里，故A錯(cuò)誤；C．當(dāng)金屬棒處于ab處時(shí)，電流表示數(shù)最大，設(shè)滿量程時(shí)通過MN的電流大小為，則有得故C正確；B．設(shè)量程擴(kuò)大后，磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)椋瑒t有得故B錯(cuò)誤；D．如果把此電流表放入勻加速上升的升降機(jī)中，金屬棒處于超重狀態(tài)，則指針示數(shù)比正常情況下要大，則得