1．在匀强磁场中有粗细均匀的同种导线制成的正方形线框 abcd，磁场方向垂直于线框平面，a、d 两点接一直流电源，电流方向如图所示。已知 ad 边受到的安培力为 F，则整个线框所受安培力为（    ）

A．2F             B．4F             C．\(\frac{2}{3}\)F           D．\(\frac{4}{3}\)F

【答案】

D

 

2．下列图中，电流 I 的方向、磁场 B 的方向和磁场对电流的作用力 F 的方向之间的关系错误的是（    ）

 

【答案】

A

 

3．一根长为 0.2 m、电流为 4 A 的通电导线，放在磁感应强度为 0.5 T 的匀强磁场中，受到的安培力大小不可能是（    ）

A．0.4 N         B．0.5 N         C．0.3 N         D．0.1 N

【答案】

B

 

4．如图，在范围足够大且垂直纸面向里的匀强磁场中，有一平行于纸面的通电直导线 MN，现使其以 M 点为圆心在纸面内沿逆时针方向缓慢旋转 180°，该导线所受安培力的大小（    ）

A．逐渐减小                  B．逐渐增大

C．保持不变                  D．先增大后减小

【答案】

C

 

5．如图，粗细均匀的金属棒 MN 固定于足够大的匀强磁场中，金属棒与磁场方向垂直，将金属棒与恒压电源相接，金属棒 MN 所受安培力的大小为 F，现仅将金属棒均匀拉长到原来的 2 倍，则金属棒 MN 所受安培力的大小为（    ）

A．4F             B．2F             C．\(\frac{F}{2}\)              D．\(\frac{F}{4}\)

【答案】

C

 

6．在垂直纸面的匀强磁场中，垂直磁场放置长为 L 的一段直导线。当通过的电流为 I 时，它所受的安培力大小为 F，电流方向及其所受的安培力方向如图所示，则磁场方向垂直纸面向_________（选填“里”或“外”），磁感应强度大小为___________。

【答案】

外，\(\frac{F}{{IL}}\)

 

7．如图，一个通电矩形线圈 abcd 放在匀强磁场中，矩形线圈的 OO' 轴与磁场垂直，线圈平面与磁场平行。ab 边所受的安培力方向向________，（选填“内”或“外”，下同），cd边所受的安培力方向向____________，bc边_______安培力（选填“受”或“不受”）。

【答案】

外，内，不受

 

8．如图，为探究安培力方向的实验装置，蹄形磁铁 N 极在上面，S 极在下面。若导体棒受到方向向右的安培力，则电流方向______（选填“由 A 向 B”或“由 B 向 A”）；若对调磁极，电流方向由 B 向 A，则导体棒受到安培力方向________（选填“向左”或“向右”）。这一实验表明了通电导体在磁场中所受的安培力方向与_________方向和________方向有关。

【答案】

由 b 向 a，向左，电流，磁场

 

9．一根质量为 m、长为 l 的导线，两端用细绳悬挂，放在如图所示的磁场中。当导线中通以大小为 I 的电流时，细绳中的拉力恰好为零。当地重力加速度为 g。

（1）求导线中电流的方向。

（2）求该处的磁感应强度大小。

（3）若电流减小为 \(\frac{I}{2}\)，则每根细绳上的拉力为多大？

【答案】

（1）从左向右

（2）\(\frac{mg}{{IL}}\)

（3）\(\frac{1}{4}\)mg

 

10．如图，三块相同的蹄形磁铁并列放置，可以认为磁极间的磁场是均匀的。将一根直导线悬挂在磁铁两极间，分别将“2、3”和“1、4”接到电源上，两次通过直导线的电流相同，这一操作探究的是（    ）

A．电流大小对安培力的影响                      B．磁感应强度方向对安培力的影响

C．磁感应强度大小对安培力的影响          D．通电导线长度对安培力的影响

【答案】

D

 

11．某通电直导线的长度为 L，所在匀强磁场的磁感应强度大小为 B，其所受的安培力大小为 F，下列说法正确的是（    ）

A．安培力的方向可以不垂直于直导线

B．将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为 \(\frac{F}{{2}}\)

C．通过直导线的电流可能为 \(\frac{F}{{2BL}}\)

D．通过直导线的电流可能为 \(\frac{2F}{{BL}}\)

【答案】

D

 

12．如图，通电金属棒 MN 两端由等长的轻质细线水平悬挂，在竖直向上的匀强磁场中处于平衡，平衡时两细线与竖直方向的夹角均为 θ。如果仅改变下列某一个条件，θ 相应的变化情况是（    ）

A．两细线等长变短，θ 变大              B．金属棒中的电流变大，θ 变小

C．金属棒的质量变大，θ 变小          D．磁感应强度变大，θ 变大

【答案】

CD

 

13．如图所示为电流天平，可以用来测量匀强磁场中的磁感应强度。它的右臂挂着矩形线圈，匝数为 n，线圈的水平边长为 l，处于匀强磁场中，磁感应强度 B 的方向与线圈平面垂直。当线圈中通过电流 I 时，调节砝码使两臂达到平衡。下列说法正确的是（    ）

A．线圈受到的安培力大小为 BIl

B．线圈受到的安培力方向竖直向上

C．若发现右盘向上翘起，则应增大线圈中的电流

D．若电流大小不变而方向反向，则左盘向上翘起

【答案】

BD

 

14．如图，导线框中电流为 I，导线框垂直于磁场放置，磁感应强度为 B，AB 与 CD 之间的距离为 d，则 MN 所受安培力的大小为________，方向为___________。

【答案】

\(\frac{{BId}}{{\sin \theta }}\)，垂直 MN 斜向下

 

15．在磁场中的同一位置放置一根直导线，导线的方向与磁场方向垂直。先后在导线中通入不同的电流，导线所受的力也不一样。如图所示为导线受力的大小 F 与通过导线的电流 I 的关系。a、b 各代表一组 F、I 的数据。在甲、乙、丙三幅图中，正确的是________，理由是_____________________________________________。

 

【答案】

乙，根据 F = BIL，磁场强度 B 和导线长度 L 不变，因此 F 与 I 的关系图像为过原点的直线

 

16．如图，在倾角为 θ 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 ab，通以方向向里的电流，电流强度为 I，重力加速度为 g。

（1）若添加竖直向上的匀强磁场，使导体棒静止在斜面上，求所加磁场的磁感应强度 B 的大小。

（2）若匀强磁场的大小、方向都可以改变，要使导体棒能静止在斜面上，求所加磁场的磁感应强度 B 的最小值和所对应的方向。

【答案】

（1）根据共点力平衡得 mgtanθ = BIL，则 B = \(\frac{{mg\tan \theta }}{{IL}}\)，即所加磁场的磁感应强度 B 的大小为 \(\frac{{mg\tan \theta }}{{IL}}\)

（2）根据三角形定则可知，当安培力沿斜面向上时，安培力最小，即 mgsinθ = BIL，则 B = \(\frac{{mg\sin \theta }}{{IL}}\)，方向垂直于斜面向上。故所加磁场的磁感应强度 B 的最小值为 \(\frac{{mg\sin \theta }}{{IL}}\)，方向垂直于斜面向上。

 

17．（多选）图甲是磁电式电表的结构，蹄形磁铁和铁心间的磁场均匀辐向分布，如图乙所示，线圈中 a、b 两条导线的长度均为 l，通以图乙所示方向的电流 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．线圈将逆时针方向转动

C．线圈将顺时针方向转动

D．a、b 导线受到的安培力大小总为 BIl

【答案】

CD

 

18．（多选）如图所示为电磁炮的原理示意，与电源的正、负极相连的水平平行金属轨道位于匀强磁场中，磁场方向垂直轨道所在平面向上，通电的导体滑块将在磁场中向右加速，下列说法正确的是（    ）

 

A．a 为电源正极

B．炮弹由于安培力的作用在磁场中一直加速

C．仅将磁场反向，导体滑块仍向右加速

D．仅减小炮弹质量，其速度变化率增大

【答案】

BD

 

19．关于磁电式电流表，下列说法正确的是（    ）

A．工作原理是安培力对通电导线的加速作用

B．工作原理是安培力对通电导线的转动作用

C．指针的偏转角度与所通电流的大小无关

D．指针的偏转角度与所通电流的大小成反比

【答案】

B

 

20．在地处上海市的学校实验室里，某同学将通电直导线东西向水平放置，导线内通有自西向东方向的恒定电流，地磁场对该导线的作用力方向为（    ）

A．南偏上            B．南偏下            C．北偏上            D．北偏下

【答案】

C

 

21．一只磁电式电流表，其读数总是比标准电流表偏小，为纠正这一误差，可行的措施是（    ）

A．减小永久磁铁的磁性            B．减少表头线圈的匝数

C．减少分流电阻的阻值            D．增加表头线圈的匝数

【答案】

D

 

22．如图，边长为 a 的正方形导体框处在匀强磁场中，磁场的磁感应强度为 B，给导体框通入图示电流 I，则整个导体框受到的安培力大小为（    ）

A．BIa          B．\(\sqrt 2 \)BIa           C．2BIa        D．零

【答案】

B

 

23．如图，在螺线管正上方用细线悬挂一根通电直导线，电流方向自左向右。当开关 S 闭合后，关于导线的受力和运动情况，下列说法正确的是（    ）

A．导线垂直纸面向外摆动，细线张力变小

B．从上向下看，导绒顺时针转动，细线张力变大

C．从上向下看，导线逆时针转动，细线张力变小

D．导线与螺线管产生的磁场平行，始终处于静止状态

【答案】

B

 

24．如图，一根通电直导线在竖直向上的匀强磁场中静止于光滑斜面上，电流方向垂直于纸面向外。保持磁场强弱不变，仅把磁场方向按顺时针逐渐旋转，直至转到水平向右，若要通电直导线始终保持静止，则应控制导线内的电流（    ）

A．逐渐增大        B．逐渐减小        C．先增大后减小        D．先减小后增大

【答案】

D

 

25．如图，在同一平面内，同心的两个导体圆环中通以异向的电流时，内环有______的趋势，外环有_______的趋势。（均选填“收缩”或“扩张”）

【答案】

收缩，扩张

 

26．闭合导线 aba 中通入电流 I 的方向如图所示，匀强磁场 B 垂直纸面向里，且与闭合导线平面垂直，闭合导线的直线段 ab 长为 L，则该闭合导线受到的安培力大小为_________，闭合导线的弯曲段ab受到的安培力大小为__________。

【答案】

0，BIL

 

27．如图，平行导轨 MN、PQ 上有一辆小车，车上有一个通电线框，图中虚线框 A、B、C、D、E 是磁场区域，内有垂直于纸面的磁场。要使小车在图示位置受到向右的推力，则 A 区域磁场方向向______（选填“里”或“外”），B 区域磁场方向向_________（选填“里”或“外”）。要使小车始终受到磁场的推力作用，则磁场的变化规律为_________________________________________________________。

【答案】

里，外，磁场方向及时改变使线框左边部分始终处在向里的磁场中，线框右边部分始终处在向外的磁场中

 

28．如图，为等臂电流天平，左臂挂盘和砝码的总质量为 m，右臂所挂矩形线圈的匝数为 n，线圈水平边的长为 L，下边处在磁感应强度大小为 B、方向垂直线圈平面（纸面）向里的匀强磁场中。当线圈中通有方向如图中所示的电流 I 时，两臂平衡。重力加速度为 g，不计线圈重力。

（1）导出用 n、m、L、I、g 计算 B 的表达式。

（2）若挂盘和砝码的总质量 m = 0.6 kg，B = 1.0 T，L = 0.1 m，g 取 10 m/s²，线圈中的电流 I 可在 1.0 ~ 2.0 A 范围内调节，求线圈的最少匝数 n。

【答案】

（1）B = \(\frac{{mg}}{{nIL}}\)

（2）n = 30 匝。

 

29．如图，A 为一水平旋转的橡胶圆盘，带有大量均匀分布的正电荷，在圆盘正上方水平放置一根通电直导线，电流方向已在图中标出。当圆盘绕中心轴 OO' 按图示方向高速转动时，通电直导线所受安培力的方向为（    ）

A．竖直向上          B．竖直向下          C．水平向外          D．水平向里

【答案】

C

 

30．如图 a 所示的扬声器中有一线圈，当音频电流信号通过线圈时，纸盆振动发出声音。线圈所在位置的磁场呈辐射状且方向如图 b 所示，已知线圈半径为 r，所在位置磁感应强度大小为 B，则通过电流为 I 时，单匝线圈受到的安培力大小为（    ）

 

A．BIr            B．0                C．2BIr          D．2πBIr

【答案】

D

 

31．在正 △ABC 的三个顶点 A、B、C 处，各固定有一根垂直于三角形的长直导线，每根导线通有大小相同的恒定电流，电流方向如图所示，已知导线 C 受到的安培力大小为 F，则导线 A 受到的安培力（    ）

A．大小为 \(\frac{{\sqrt 3 }}{3}\)F，方向平行 BC 向左

B．大小为 \(\frac{{\sqrt 3 }}{3}\)F，方向平行 BC 向右

C．大小为 F，方向垂直 BC 向下

D．大小为 F，方向垂直 BC 向上

【答案】

A

 

32．（多选）若电流表的灵敏度是指在通入相同电流的情况下，指针偏转角度的大小。偏角越大，灵敏度越高。下列方法可提高磁电式电流表灵敏度的是（    ）

A．增强永久磁铁的磁性              B．增大螺旋弹簧的劲度系数

C．增大线圈的面积                      D．增加线圈的匝数

【答案】

ACD

 

33．如图，光滑的“U”形导电轨道与水平面的夹角为 θ，空间有一方向竖直向下的匀强磁场，一根质量为 m 的光滑导体棒 ab 恰能静止在导轨上，则电池的 d 端为_______极（选填“正”或“负”），导体棒 ab 所受安培力的大小为_______。

【答案】

正，mgtanθ

 

34．两根导线互相垂直，但相隔一小段距离，其中 AB 固定，CD 可自由活动，当通以如图所示的电流后，CD 导线将_________（选填“顺时针”或“逆时针”）方向转动，同时_________（选填“靠近”或“远离”）AB。

【答案】

逆时针，靠近

 

35．如图，一平行于光渭斜面的轻质弹簧一端固定于斜面上端，另一端拉住条形磁铁，条形磁铁处于静止状态，在磁铁的中垂面上放置一根通电导线，导线中电流方向垂直纸面向里且缓慢增大，在此过程中，弹簧的弹力大小_________，磁铁对斜面的压力大小__________（均选填“增大”“减小”或“不变”）

【答案】

不变，增大

 

36．电磁炮是一种新型武器，如图所示为简化后的原理示意，恒流电源的电流通过金属杆 EF（装有弹头），两平行金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中，金属杆受磁场力推动向右加速。设弹头质量（含金属杆 EF 的质量）m = 2×10⁻² kg，轨道宽度 l = 0.5 m，长度 s = 200 m，通过的电流 I = 20 A，弹头从导轨最左端开始由静止加速至最右端，达到发射速度 v = 2 km/s，g 取 10 m/s²，轨道摩擦不计。

（1）求弹头在导轨中运动的时间 t。

（2）求导轨间匀强磁场的磁感应强度 B 的大小。

（3）采取哪些措施能提高弹头的发射速度（至少提两条）。

【答案】

（1）t = 0.2 s

（2）B = 20 T

（3）采用超导材料、增大电流、利用大电流产生更强的磁场、减小弹头的质量、增加轨道的长度等。