内容正文:
第九章 磁场
第1讲 磁场及其对电流的作用
[基础对点练]
1.(磁感应强度和磁感线)冰箱门软磁条的外部磁感线正面图如图所示,以下说法正确的是( )
A.磁感线越密的地方磁场越弱
B.软磁条内部a应为N极
C.磁感线与电场线一样真实存在于空间之中
D.软磁条内部a、b之间的磁感线方向应为a指向b
解析:D [根据磁感线的特点可知,磁感线越密的地方磁场越强,A错误;磁感线在磁体外部从N极指向S极,在磁体内部从S极指向N极,由图可知,软磁条外部磁感线从b指向a,则软磁条内部a为S极,b为N极,磁感线是闭合曲线,在软磁条内部磁感线从a指向b,故B错误,D正确;磁感线和电场线是为了描述磁场和电场而假想的曲线,实际是不存在的,C错误.]
2.(安培定则的应用)如图所示,直导线AB、螺线管E、电磁铁D三者相距较远,其磁场互不影响,当开关S闭合后,则小磁针北极N(黑色一端)指示磁场方向正确的是( )
A.a B.b
C.c D.d
答案:C
3.(磁感应强度的叠加)(2022·江西宜春月考)有两根长直导线a、b互相平行放置,如图所示为导线的截面图。在图示的平面内,O点为两根导线连线的中点,M、N为两根导线附近的两点,它们在两导线连线的中垂线上,且与O点的距离相等.若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流I,则下列关于线段MN上各点的磁感应强度的说法正确的是( )
A.M点和N点的磁感应强度大小相等,方向相同
B.M点和N点的磁感应强度大小不等,方向相反
C.在线段MN上各点的磁感应强度都不可能为零
D.在线段MN上只有一点的磁感应强度为零
解析:D [根据安培定则判断可知,两根通电导线产生的磁场方向均沿逆时针方向,M、N关于O点对称,两根通电导线在M、N两点产生的磁感应强度大小相等,根据平行四边形定则进行合成可得,M点和N点的磁感应强度大小相等,M点磁场向下,N点磁场向上,故A、B错误.只有当两根通电导线在某一点产生的磁感应强度大小相等、方向相反时,合磁感应强度才为零,分析可知只有O点的磁感应强度为零,故C错误,D正确.]
4.(安培力)(多选)如图所示,三条长直导线a、b、c都通以垂直纸面的电流,其中a、b两根导线中电流方向垂直纸面向外。O点与a、b、c三条导线距离相等,且Oc⊥ab.现在O点垂直纸面放置一小段通电导线,电流方向垂直纸面向里,导线受力方向如图所示.则可以判断( )
A.O点处的磁感应强度的方向与F相同
B.长导线c中的电流方向垂直纸面向外
C.长导线a中电流I1小于b中电流I2
D.长导线c中电流I3小于b中电流I2
解析:BC [由左手定则可知,磁感应强度方向与安培力方向垂直,故A错误;由左手定则可知,O点的磁感应强度方向与F垂直斜向右下方,此磁场方向可分解为水平向右和竖直向下,所以导线c在O点产生的磁场方向应水平向右,由右手定则可知,导线c中的电流为垂直纸面向外,导线a在O点产生的磁场方向竖直向上,导线b在O点产生的磁场方向竖直向下,所以长导线a中电流I1小于b中电流I2,由于不知道安培力的具体方向,所以无法判断长导线c中电流I3是否小于b中电流I2,故B、C正确,D错误.]
5.(安培力的大小和方向)如图所示,用电阻率为ρ、横截面积为S、粗细均匀的电阻丝折成平面梯形框架,ab、cd边均与ad边成60°角,ab=bc=cd=L.框架与一电动势为E、内阻忽略不计的电源相连接.垂直于竖直框架平面有一磁感应强度大小为B、方向水平向里的匀强磁场,则框架受到的安培力的大小和方向为( )
A.,竖直向上 B.,竖直向上
C.,竖直向下 D.,竖直向下
解析:A [根据电阻定律可知.长度为L的电阻丝的阻值为R0=ρ,则梯形框架上ab、bc、cd边上对应的总电阻为3R0,由几何关系得,ad边的长度为2L,所以ad边对应的电阻为2R0,并联部分的总电阻为R==R0,电路中的总电流I=,框架所受的安培力F=BI·2L,联立解得F=,由左手定则可知安培力方向竖直向上,选项A正确.]
6.(导体运动趋势的判定)如图所示,A为一水平旋转的橡胶盘,带有大量均匀分布的负电荷,在圆盘正上方水平放置一通电直导线,电流方向如图.当圆盘高速绕中心轴OO′转动时,通电直导线所受磁场力的方向是( )
A.竖直向上 B.竖直向下
C.水平向里 D.水平向外
解析:C [从上向下看,由于带负电的圆盘顺时针方向旋转,形成的等效电流为逆时针方向,所产生的磁场方向竖直向上.由左手定则可判定通电导线所受安培力的方向水平向里,选项C正确.]
7.(安培力公式的应用)利用如图所示的实验装置可以测定磁场的磁感应强度.设蹄形磁铁间磁场近似为匀强磁场,在弹簧秤的下端挂一底部宽度为L、有N匝线圈的矩形线框,线框的底边放入磁场中,闭合