第1讲 磁场的描述磁场对电流的作用
基础巩固
1.(2016北京理综,17,6分)中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角:“以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也。”进一步研究表明,地球周围地磁场的磁感线分布示意如图。结合上述材料,下列说法不正确的是( ) ．．．
A.地理南、北极与地磁场的南、北极不重合 B.地球内部也存在磁场,地磁南极在地理北极附近 C.地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行 D.地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用
2.设想地磁场是由地球内部的环形电流形成的,那么这一环形电流的方向应该是( )
3.(2016北京顺义一模,18)如图所示为一种自动跳闸的闸刀开关示意图,O是转动轴,A是绝缘手柄,C是闸刀卡口,M、N接电源线。闸刀处于垂直纸面向里、B=0.1 T的匀强磁场中,C、O间距离为10 cm。当安培力为0.2 N时,闸刀开关会自动跳开。则要使闸刀开关能跳开,通过CO的电流的大小和方向为( )
A.电流大小为20 A,电流方向O→C B.电流大小为20 A,电流方向C→O
C.电流大小为2 A,电流方向O→C D.电流大小为2 A,电流方向C→O
4.如图所示,A、B、C是等边三角形的三个顶点,O是A、B连线的中点,以O为坐标原点,A、B连线为x轴,O、C连线为y轴,建立坐标系。过A、B、C、O四个点各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等、方向向里的电流。则过O点的通电直导线所受安培力的方向为( )
A.沿y轴正方向 B.沿y轴负方向 C.沿x轴正方向 D.沿x轴负方向
5.(2017北京朝阳期末,4,3分)如图所示,一金属直棒MN两端接有细导线悬挂于线圈上方,为使MN垂直纸面向外运动,可以将( )
A.a、c端接电源正极,b、d端接电源负极 B.a、d端接电源正极,b、c端接电源负极 C.b、d端接电源正极,a、c端接电源负极
D.b、c端用导线连接,a接电源正极,d端接电源负极
6.如图所示,用天平测量匀强磁场的磁感应强度。下列各选项所示的载流线圈匝数相同,边长MN相等,将它们分别挂在天平的右臂下方。线圈中通有大小相同的电流,天平处于平衡状态。若磁场发生微小变化,天平最容易失去平衡的是( )
7.(2017北京海淀期末,14)如图所示,两根倾斜直金属导轨MN、PQ平行放置,它们所构成的轨道平面与水平面之间的夹角θ=37°,两导轨之间的距离L=0.50 m。一根质量m=0.20 kg的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直,且接触良好,整套装置处于与ab棒垂直的匀强磁场中。在导轨的上端接有电动势E=36 V、内阻r=1.6 Ω的直流电源和电阻箱R。已知导轨与金属杆的电阻均可忽略不计,sin 37°=0.60,cos 37°=0.80,重力加速度g=10 m/s。
(1)若金属杆ab和导轨之间的摩擦可忽略不计,当电阻箱接入电路中的电阻R1=2.0 Ω时,金属杆ab静止在导轨上。
①如果磁场方向竖直向下,求满足条件的磁感应强度的大小;
②如果磁场的方向可以随意调整,求满足条件的磁感应强度的最小值及方向;
(2)如果金属杆ab和导轨之间的摩擦不可忽略,整套装置处于垂直于导轨平面斜向下、磁感应强度大小B=0.40 T的匀强磁场中,当电阻箱接入电路中的电阻值R2=3.4 Ω时,金属杆ab仍保持静止,求此时金属杆ab受到的摩擦力f大小及方向。
2
综合提能
1.如图,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中的电流反向、其他条件不变,则a点处磁感应强度的大小为 ( )
A.0 B.B0 C.B0 D.2B0
2.如图,一导体棒ab静止在U形铁芯的两臂之间。开关闭合后导体棒受到的安培力方向( )
A.向上 B.向下 C.向左 D.向右
3.(多选)某同学自制的简易电动机示意图如图所示。矩形线圈由一根漆包线绕制而成,漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出,并作为线圈的转轴。将线圈架在两个金属支架之间,线圈平面位于竖直面内,永磁铁置于线圈下方。为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来,该同学应将( )
A.左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉 B.左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉
C.左转轴上侧的绝缘漆刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉 D.左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉