1、专题专题 71磁场对电流的作用磁场对电流的作用 12021江西吉水中学月考(多选)超导电磁船是一种不需要螺旋桨推进的低噪音新型船， 如图是电磁船的简化原理图，MN 和 CD 是与电源相连的两个电极，MN 与 CD 之间部分区域 有垂直纸面向内的匀强磁场(磁场由超导线圈产生，其独立电路部分未画出)，通电的海水会受 到安培力的作用，船体就在海水的反作用力推动下向前驶动以下说法正确的是() A.电磁船将电能转化为船的机械能，效率可高达 100% B.仅改变电流的方向，就能控制船前进或者后退 C.仅将磁场方向改变 90，就能控制船前进或者后退 D.仅将磁场方向改变 180，就能控制船前进或者后退 22
2、020全国卷管道高频焊机可以对由钢板卷成的圆管的接缝实施焊接焊机的原理 如图所示，圆管通过一个接有高频交流电源的线圈，线圈所产生的交变磁场使圆管中产生交 变电流，电流产生的热量使接缝处的材料熔化将其焊接焊接过程中所利用的电磁学规律的 发现者为() A库仑 B霍尔 C.洛伦兹 D法拉第 3. 2021广东七校联考如图，同一平面内有两根互相平行的长直导线 M 和 N，通有等大反 向的电流，该平面内的 a、b 两点关于导线 N 对称，且 a 点到两导线的距离相等若 a 点的磁 感应强度大小为 B，则下列关于 b 点磁感应强度 Bb的判断正确的是() A.Bb2B，方向垂直该平面向里 B.Bb1 2B
3、，方向垂直该平面向外 C.1 2BB bB，方向垂直该平面向里 D.BBb2B，方向垂直该平面向外 42021河北衡水中学联考如图所示，abcd 是一个用粗细均匀、同种材料的导线弯折成 的长方形线框，导线框竖直放置，ab 长度为 L，bc 长度为L 2.匀强磁场的方向垂直于导线框平 面向里，磁感应强度大小为 B.若导线框 a、b 两端与恒压电源相连，电流方向如图所示，若通 过 ab 边的电流大小为 I，则导线框受到的安培力大小和方向分别为() A.3 2BIL，方向竖直向上 B2BIL，方向竖直向上 C.3 4BIL，方向竖直向下 D3BIL，方向竖直向下 5(多选)如图所示，一条形磁铁放在水
4、平桌面上，在其左上方固定一根与磁铁垂直的长 直导线，当导线中通以图示方向的电流时() A.磁铁对桌面的压力增大 B.磁铁对桌面的压力减小 C.磁铁受到向右的摩擦力作用 D.磁铁受到向左的摩擦力作用 6如图所示，在倾角为的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为 L、质量为 m 的直导体 棒当导体棒中的恒定电流 I 垂直于纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，可将导体棒置于 匀强磁场中，当外加匀强磁场的磁感应强度 B 的方向在纸面内由竖直向上逆时针转至水平向 左的过程中，关于 B 的大小的变化，正确的是() A.逐渐增大B逐渐减小 C.先增大后减小 D先减小后增大 7. 如图甲所示，在竖直向下的匀强磁场中
5、有两根竖直放置的平行粗糙导轨 CD、EF，导轨上 放一金属棒 MN.现从 t0 时刻起，给金属棒通以图示方向的电流且电流强度与时间成正比， 即 Ikt，其中 k 为常量，金属棒与导轨始终垂直且接触良好下列关于金属棒的速度 v、加 速度 a 随时间 t 变化的关系图像，可能正确的是() 8. 2021银川一中摸底如图所示，在磁感应强度大小为 B0的匀强磁场中，两长直导线 P 和 Q 垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为 l.在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流 I 时，纸面内与两导线距离均为 l 的 a 点处的磁感应强度为零如果让 P、Q 中的电流都反向， 其他条件不变，则 a 点处磁感应强
6、度的大小为() A.0B2B0 C. 3B0D 3 3 B0 9. 2021昆明市调研(多选)如图所示，在一磁感应强度大小为 B0、方向水平向右的匀强磁场 中，有一通电直导线 abc 从中点折成夹角为 120的两段(abc 平面位于纸面内)，为使两段通电 导线 ab、bc 所受安培力大小相等，在纸面内 abc 所在区域再加上另一磁感应强度也为 B0的匀 强磁场，此时，合磁场的磁感应强度大小变为 B，则() A.B 3B0BB2 3 3 B0 C.BB0DB 3 3 B0 10. 如图，等边三角形线框 LMN 由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平 面与磁感应强度方向垂直，线框顶点
7、 M、N 与直流电源两端相接已如导体棒 MN 受到的安 培力大小为 F，则线框 LMN 受到的安培力的大小为() A.2FB1.5F C.0.5FD0 112021江西赣州市摸底利用如图所示的实验装置可以测量磁感应强度 B 的大小用 绝缘轻质丝线把底部长为 L、电阻为 R、质量为 m 的“U”形线框固定在力敏传感器的挂钩上， 并用轻质导线连接线框与电源，导线的电阻忽略不计当有拉力 F 作用于力敏传感器的挂钩 上时，拉力显示器可以直接显示力敏传感器所受的拉力当线框接入恒定电压为 E1时，拉力 显示器的示数为 F1；接入恒定电压为 E2时(电流方向与电压为 E1时相反)，拉力显示器的示数 为 F2
8、.已知 F1F2，则磁感应强度 B 的大小为() A.BR（F1F2） L（E1E2）BB R（F1F2） L（E1E2） C.BR（F1F2） L（E1E2）DB R（F1F2） L（E1E2） 122021武汉市调研(多选)磁电式电流表的构造如图甲所示，在蹄形磁铁的两极间有一 个可以绕轴转动的线圈，转轴上装有螺旋弹簧和指针蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分 布，如图乙所示当电流通过线圈时，线圈在安培力的作用下转动，螺旋弹簧被扭动，线圈 停止转动时满足 NBISk，式中 N 为线圈的匝数，S 为线圈的面积，I 为通过线圈的电流，B 为磁感应强度，为线圈(指针)偏角，k 是与螺旋弹簧有关的常量不
9、考虑电磁感应现象，由题 中的信息可知() A.该电流表的刻度是均匀的 B.线圈转动过程中受到的安培力的大小不变 C.若线圈中通以如图乙所示的电流时，线圈将沿逆时针方向转动 D.更换 k 值更大的螺旋弹簧，可以增大电流表的灵敏度(灵敏度即 I) 13(多选)如图所示，在光滑的水平桌面上，a 和 b 是两条固定的平行长直导线，通过的 电流强度相等.矩形线框位于两条导线的正中间，通有顺时针方向的电流，在 a、b 产生的磁场 作用下静止则 a、b 的电流方向可能是() A.均向左 B均向右 C.a 的向左，b 的向右 Da 的向右，b 的向左 14. 2021重庆市模拟如图所示，细金属杆 ab 的质量
10、为 m、长度为 L，用长为 d 的绝缘细线 悬挂，金属杆 ab 两端恰好与宽度也为 L 的水平光滑金属导轨良好接触，金属导轨处于方向竖 直向下的匀强磁场中，磁场磁感应强度大小为 B.闭合开关 S 后金属杆 ab 向右摆起，悬线的最 大偏角为.不计空气阻力，重力加速度为 g.求： (1)刚离开金属导轨时，金属杆 ab 的速度大小 v； (2)从闭合开关 S 到金属杆离开轨道的短时间内通过金属杆 ab 的电荷量 q. 专题专题 71磁场对电流的作用磁场对电流的作用 1 BD电磁船的工作原理是通电的海水受到向后的安培力作用， 根据牛顿第三定律可知， 船体同时受到相反方向的作用力，使船体向前运动，由于
11、有一部分电能转化为海水的动能， 电磁船将电能转化为船的机械能的效率不可能达到 100%，A 错误；仅改变电流的方向，或仅 将磁场方向改变 180，根据左手定则，会改变海水的受力方向，即能改变船体的受力方向， 故能控制船体的前进或后退，B、D 正确；仅将磁场方向改变 90，根据左手定则，海水受到 的安培力方向向上或向下，无法控制船前进或者后退，C 错误 2D焊接过程中利用电磁感应产生的涡流将材料熔化，发现电磁感应规律的是法拉第， 故 D 选项正确 3B设 M 在 a 点产生的磁感应强度大小为 B0，根据安培定则和磁场叠加原理可得 B 2B0.N 在 b 点产生的磁感应强度大小为 B0，方向垂直平
12、面向外，由于 b 点距离 M 较远，则 M 在 b 点产生的磁感应强度大小一定小于 B0，方向垂直该平面向里，所以 b 点的磁感应强度 Bb 1 2B，方向垂直该平面向外，B 正确，ACD 错误 4A由题意可知，边 ab(cd)的长度是边 ad(bc)长度的 2 倍，所以边 ab(cd)的电阻是边 ad(bc)电阻的 2 倍，由并联关系可知，通过 adcb 支路的电流为I 2，所以边 dc 所受安培力大小为 Fdc1 2BIL，方向竖直向上，边 ab 所受安培力大小为 F abBIL，方向竖直向上，边 ad 和边 bc 所受安培力的合力为零，所以导线框所受安培力大小为 F3 2BIL，方向竖直
13、向上，A 正确，B、 C、D 错误 5BC6.D7.D8.B 9AC磁场 B0水平向右垂直 ab，要使 ab 受到的安培力与 bc 受到的安培力相等，另加 磁场的大小仍为 B0方向需垂直 bc，若垂直 bc 斜向上，两磁场方向夹角为 60，其合磁场 B 3B0，若垂直 bc 斜向下，两磁场方向夹角为 120，其合磁场 BB0，AC 正确，BD 错误 10B本题考查安培力及考生应用数学知识解决物理问题的能力，体现了核心素养中的 模型建构要素 设三根相同的导体棒的电阻均为 R，长度均为 l，其中 ML 和 LN 为串联关系，总电阻为 2R.由并联电路特点可知， 通过 MN 的电流为通过 ML 和
14、LN 中的电流的两倍， 若 MN 受到的安 培力 FBIl，则 ML 和 LN 受到的安培力的合力 F1BIl 2 ，MN 受到的安培力与 ML 和 LN 受到 的安培力的合力的方向相同，故线框受到的安培力为 F合FF11.5F，故选 B. 11B因为 F1F2，所以拉力显示器的示数为 F1时线框受的安培力竖直向下，拉力显 示器的示数为 F2时线框受的安培力竖直向上，由平衡条件得 F1mgBI1L，F2BI2Lmg， 由闭合电路欧姆定律得 I1E1 R ，I2E2 R ，由以上四式解得，BR（F1F2） L（E1E2），B 正确，ACD 错 误 12AB由 NBISk可知，电流与指针的偏转角成
15、正比，故电流表的刻度是均匀的，A 正确；蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，电流与磁场方向始终垂直，故线圈转动过程 中受到的安培力的大小不变，B 正确；由左手定则知，线圈左边受的安培力方向向上，右边受 的安培力方向向下，线圈将沿顺时针方向转动，C 错误；由 NBISk可知，电流相同时，k 值越大，指针偏转的角度越小，电流表的灵敏度低，D 错误 13CD本题考查安培定则、磁场的叠加、左手定则和安培力等知识点，意在考查考生 的理解能力和推理能力，考查的核心素养是科学思维 若 a，b 的电流方向均向左，根据安培定则和磁场的叠加可知a 直导线到 a、b 直导线正 中间部分的磁场方向垂直纸面向外，而 b
16、 直导线到 a、b 直导线正中间部分的磁场方向垂直纸 面向里，再根据左手定则可知，矩形线框受到的安培力的合力不为零，与题中线框在磁场作 用下静止不符；同理，若 a、b 的电流方向均向右，可知矩形线框受到的安培力的合力不为零， 与题中线框在磁场作用下静止也不符选项 A、B 均错误 若 a 的电流方向向左、b 的电流方向向右，根据安培定则和磁场的叠加可知，a、b 直导 线在 a、b 直导线中间所有空间产生的磁场方向均垂直纸面向外，根据左手定则可知，矩形线 框受到的安培力的合力为零，与题中线框在磁场作用下静止相符；同理，a 的电流方向向右、 b 的电流方向向左，根据安培定则和磁场的叠加可知，a、b 直导线在 a、b 直导线中间所有空 间产生的磁场方向均垂直纸面向里，根据左手定则可知，矩形线框受到的安培力的合力也为 零，与题中线框在磁场作用下静止相符，选项 C、D 均正确 14(1) 2gd（1cos）(2)m 2gd（1cos） BL 解析：(1)由机械能守恒定律有 1 2mv 2mgd(1cos) 解得 v 2gd（1cos） (2)金属杆在通电瞬间受到磁场作用的安培力 根据动量定理可得 F 安tmv， F 安B I L，q I t 可得 BqLmv 解得 qm 2gd（1cos） BL
