高三物理一轮复习 第八章 磁场 23 磁场 磁场对电流的作用力课时达标

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答案：C

7．(多选)如图所示，质量为m、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于O、O′，并处于匀强磁场中．当导线中通以沿x正方向的电流I，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为θ.则磁感应强度方向和大小可能为 ( )

A．z正向，

mgILtan θ B．y正向，

mgIL

C．z负向，

mgILtan θ D．沿悬线向上，

mgILsin θ 解析：受力平面图如图，

对于A选项，安培力水平向内，三个合力不可能为零，A项错误；对于B选项，安培力竖直向上，当安培力BIL＝mg时，可以mg

平衡，此时B＝，B项正确；对于C选项，安培力水平向外，

ILmg

三力平衡时安培力BIL＝mgtan θ，此时B＝tan θ，C项正确；

IL对于D选项，安培力垂直于悬线的方向向内，三力不可能平衡，D项错误．

答案：BC

8．(2016·汕头高三年级第二次模拟)图甲是磁电式电流表的结

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构示意图，蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的，线圈中a、

b两条导线的长均为l，通有方向如图乙所示的电流I，两条导线所

在处的磁感应强度大小均为B.则( )

A．该磁场是匀强磁场 B．线圈平面总与磁场方向垂直 C．线圈将沿逆时针方向转动

D．a、b导线受到的安培力的大小总为IlB 解析：该磁场是均匀辐向分布的，不是匀强磁场，选项A错误；线圈平面与磁场方向平行，选项B错误；在图示位置，a、b导线受到的安培力方向分别为向上、向下，大小均为IlB，合力为2BIl，线圈将沿顺时针方向转动，选项C错误，选项D正确．

答案：D

9．如图所示，水平放置的光滑的金属导轨MN，平行地置于匀强磁场中，间距为d，金属棒ab的质量为m，电阻为r，放在导轨上且与导轨垂直．磁场的磁感应强度大小为B，方向与导轨平

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面成夹角α 且与金属棒ab垂直，定值电阻为R，导轨电阻不计．当电键闭合的瞬间，测得棒ab的加速度大小为a，则电源电动势为多大？

析：画出导体棒ab受力的截面图，如图所示． 导体棒ab所受安培力： F＝BIL，

由牛顿第二定律得： Fsin α＝ma， 导体棒ab 中的电流： I＝，

R＋r

ma（R＋r）得E＝.

BLsin αma（R＋r）答案： BLsin α

10．(2015·全国新课标Ⅰ卷)如图，一长为10 cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中；磁场的磁感应强度大小为0.1 T，方向垂直于纸面向里；弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘．金属棒通过开关与一电动势为12 V的电池相连，电路总电阻为2 Ω.已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5 cm；闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3 cm.重力加速度大小取10 m/s2.判断开关闭合后金属棒所受

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E

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安培力的方向，并求出金属棒的质量．

解析：依题意，开关闭合后，电流方向从b到a，由左手定则可知，金属棒所受的安培力方向竖直向下．

开关断开时，两弹簧各自相对于其原长伸长为Δl1＝0.5 cm.由胡克定律和力的平衡条件得2kΔl1＝mg①

式中，m为金属棒的质量，k是弹簧的劲度系数，g是重力加速度的大小．

开关闭合后，金属棒所受安培力的大小为 F＝BIL②

式中，L是金属棒的长度，I是回路电流．两弹簧各自再伸长了Δl2＝0.3 cm，由胡克定律和力的平衡条件得

2k(Δl1＋Δl2)＝mg＋F③ 由欧姆定律有 E＝IR④

式中，E是电池的电动势，R是电路总电阻． 联立①②③④式，并代入题给数据得 m＝0.01 kg

答案：竖直向下 0.01 kg

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