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[A级——基础达标练]
1.关于通电导线所受安培力F的方向,磁场B的方向和电流I的方向之间的关系,下列说法正确的是()
A.F、B、I三者必须保持相互垂直
B.F必须垂直于B、I,但B、I可以不相互垂直
C.B必须垂直于F、I,但F、I可以不相互垂直
D.I必须垂直于F、B,但F、B可以不相互垂直
解析:选B。安培力F总是与磁场B方向和电流I方向决定的平面垂直,但B与I(即导线)可以垂直,也可以不垂直,A、C、D错误,B正确。
2.(2022·陕西汉滨期中)下列图中,电流I的方向、磁场B的方向和磁场对电流作用力F的方向的关系错误的是()
解析:选A。根据左手定则可知,A图中导线所受安培力方向应竖直向上,A错误;根据左手定则可知,B、C、D图中导线所受安培力方向正确。
3.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,电流方向如图所示。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:选C。由于带负电的圆盘顺时针方向(从上往下看)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直导线所受安培力的方向水平向里。
4.(多选)如图所示的三维空间内,匀强磁场方向沿x轴正方向,在xOz平面内有一通电直导线,若它所受的安培力方向沿+y方向,则()
A.该通电导线一定不会沿平行Ox方向放置
B.该通电导线一定平行Oz方向放置
C.无论通电导线怎样放置,它总受到+y方向的安培力
D.沿+x方向观察导线中的电流方向,应该为向右方向
解析:选AD。当通电导线与匀强磁场平行时,它不受安培力作用,而题意说导线受到安培力作用,说明导线一定不会沿平行Ox方向放置,A正确;根据左手定则确定的关系可知:安培力一定垂直于磁场方向和电流方向确定的平面,但电流方向不一定与磁场方向垂直,B错误;根据左手定则判定知:通电导线如果任意放置在xOz平面内,它受到的安培力,方向有沿+y方向和-y方向两种可能,沿Ox方向观察,当电流向右时,安培力沿+y方向,当电流向左时,安培力沿-y方向,C错误,D正确。
5.(多选)如图所示,平行于纸面水平向右的匀强磁场,磁感应强度B1=1T。位于纸面内的细直导线,长L=1m,通有I=1A的恒定电流。当导线与B1成60°夹角时,发现其受到的安培力为0。则该区域同时存在的另一匀强磁场的磁感应强度B2大小可能为()
A.eq\f(1,2)T B.eq\f(\r(3),2)T
C.eq\f(1,4)T D.eq\r(3)T
解析:选BD。由于通电导线在磁场中受到的安培力为0,则可知B1与B2的合磁场方向沿着导线,如图所示。当B2与导线垂直时B2最小,B2min=B1sin60°=1×eq\f(\r(3),2)T=eq\f(\r(3),2)T。当B2与导线不垂直且满足B沿着导线时,B2>eq\f(\r(3),2)T,由此知B、D正确。
6.(多选)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
解析:选ACD。通电线圈在磁场中转动时,螺旋弹簧变形,反抗线圈的转动。电流越大,安培力就越大,螺旋弹簧的形变也就越大。要提高电流表的灵敏度,就要在通入相同的电流时,让指针的偏转角度增大。所以要减小螺旋弹簧的劲度系数,或使安培力变大,即增强永久磁铁的磁性、增大线圈的面积或增加线圈的匝数,A、C、D正确。
7.如图所示,一根有质量的金属棒MN,两端用细软导线连接后悬于a、b两点,棒的中部处于方向垂直于纸面向里的匀强磁场中,棒中通有电流,方向从M流向N,
此时悬线上有拉力,为了使拉力等于0,可以()
A.适当减小磁感应强度
B.使磁场反向
C.适当增大电流
D.使电流反向
解析:选C。首先对金属棒MN进行受力分析,金属棒MN受竖直向下的重力mg,竖直向上受两根软导线的拉力和安培力。平衡时:2F+ILB=mg,重力mg恒定不变,欲使拉力F减小到0,应增大安培力ILB,所以可增大磁场的磁感应强度B或增大通过金属棒中的电流I,或二者同时增大。
8.在等边三角形的三个顶点a、b、c处,各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等的恒定电流,方向如图所示,过c点的导线所受安培力的方向()
A.与ab边平行,竖直向上
B.与ab边平行,竖直向下
C.与ab边垂直,指向左边
D.与ab边垂直,指向右边
解析:选C。根据安培定则,a、b在c处产生的磁场分别为垂直于ac连线斜
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