微专题52.pdf

方法点拨(1)判断安培力的方向时，充分利用 F安B，F安I；(2)受力分析时，要注意将立体图转化为平面图1(直线电流的磁场)真空中两根金属导线平行放置，其中一根导线中通有恒定电流在导线所确定的平面内，一电子从 P 点运动的轨迹的一部分如图 1 中的曲线 PQ 所示，则一定是()图 1Aab 导线中通有从 a 到 b 方向的电流Bab 导线中通有从 b 到 a 方向的电流Ccd 导线中通有从 c 到 d 方向的电流Dcd 导线中通有从 d 到 c 方向的电流2(磁场的叠加)分别置于 a、b 两处的长直导线垂直纸面放置，通有大小相等的恒定电流，方向如图 2 所示，a、b、c、d 在一条直线上，且 accbbd.已知 c 点的磁感应强度大小为B1，d 点的磁感应强度大小为 B2.若将 b 处导线的电流切断，则()图 2Ac 点的磁感应强度大小变为12B1，d 点的磁感应强度大小变为12B1B2Bc 点的磁感应强度大小变为12B1，d 点的磁感应强度大小变为12B2B1Cc 点的磁感应强度大小变为 B1B2，d 点的磁感应强度大小变为12B1B2公众号：卷洞洞Dc 点的磁感应强度大小变为 B1B2，d 点的磁感应强度大小变为12B2B13(磁场对电流的作用)如图 3 所示，磁感应强度大小为 B 的匀强磁场方向斜向右上方，与水平方向所夹的锐角为 45.将一个34金属圆环 ab 置于磁场中，圆环的圆心为 O，半径为 r，两条半径 Oa 和 Ob 相互垂直，且 Oa 沿水平方向当圆环中通以电流 I 时，圆环受到的安培力大小为()图 3A.2BIrB.32BIrCBIrD2BIr4(电流间的相互作用)(多选)如图 4 所示，无限长水平直导线中通有向右的恒定电流 I，导线正下方沿竖直方向固定一正方形线框，线框中也通有沿顺时针方向的恒定电流 I，线框的边长为 L，线框上边与直导线平行，且到直导线的距离也为 L，已知在长直导线的磁场中距长直导线 r 处的磁感应强度大小为 BkIr，线框的质量为 m，则释放线框的一瞬间，线框的加速度可能为()图 4A0B.kI2mgC.kI22mgDgkI2m5(多选)如图 5 所示，在平面直角坐标系的第一象限内分布着非匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，沿 y 轴方向磁场分布是不变的，沿 x 轴方向磁感应强度与 x 满足关系 Bkx，其中 k是一恒定的正数，由粗细均匀的同种规格导线制成的正方形线框 ADCB 边长为 a，A 处有一极小开口 AE，整个线框放在磁场中，且 AD 边与 y 轴平行，AD 边与 y 轴距离为 a，线框 AE公众号：卷洞洞两点与一电源相连，稳定时流入线框的电流为 I，关于线框受到的安培力情况，下列说法正确的是()图 5A整个线框受到的合力方向与 BD 连线垂直B整个线框沿 y 轴方向所受合力为 0C整个线框在 x 轴方向所受合力为 ka2I，沿 x 轴正向D整个线框在 x 轴方向所受合力为34ka2I，沿 x 轴正向6如图 6 所示，一劲度系数为 k 的轻质弹簧，下面挂有匝数为 n 的矩形线框 abcd，bc 边长为 l，线框的下半部分处在匀强磁场中，磁感应强度大小为 B，方向与线框平面垂直(在图中垂直于纸面向里)，线框中通以电流 I，方向如图所示，开始时线框处于平衡状态令磁场反向，磁感应强度的大小仍为 B，线框达到新的平衡，则在此过程中线框位移的大小x 及方向是()图 6Ax2nBIlk，方向向上Bx2nBIlk，方向向下CxnBIlk，方向向上DxnBIlk，方向向下公众号：卷洞洞7如图 7 所示，长为 L，质量为 m 的细导体棒 a 被水平放置在倾角为 45的光滑斜面上，无限长直导线 b 被水平固定在与 a 同一水平面的另一位置，且 a、b 平行，它们之间的距离为 x，当 a、b 中均通以电流强度为 I 的同向电流时，a 恰能在斜面上保持静止已知无限长直导线周围的磁场为一系列的同心圆，周围某点的磁场的磁感应强度与该点到导线的距离成反比 则下列说法正确的是()图 7Aa、b 中电流必垂直纸面向里Bb 中的电流在 a 处产生的磁场的磁感应强度大小为2mg2ILC若将 b 适当上移以增大 x，则导体棒仍可能静止D无论将 b 上移还是下移，导体棒都可能处于静止状态8如图 8 所示，空间中有垂直纸面向里的匀强磁场，一不可伸缩的软导线绕过纸面内的小动滑轮 P(可视为质点)，两端分别拴在纸面内的两个固定点 M、N 处，并通入由 M 到 N 的恒定电流 I，导线 PM 和 PN 始终伸直现将 P 从左侧缓慢移动到右侧，在此过程中导线 MPN 受到的安培力大小()图 8A始终不变B逐渐增大C先增大后减小D先减小后增大公众号：卷洞洞答答案案精精析析1C2Ac 点的磁场是分别置于 a、b 两处的长直导线中的电流产生的由安培定则可知分别置于 a、b 两处的长直导线在 c 点产生的磁场方向相同，磁感应强度大小均为B12.由对称性可知，b 处的长直导线在 d 点产生的磁场的磁感应强度大小为B12，方向向下a 处的长直导线在d 点产生的磁场的磁感应强度大小为B12B2，方向向上若将 b 处导线的电流切断，则 c 点的磁感应强度大小变为12B1，d 点的磁感应强度大小变为12B1B2，选项 A 正确3A连接题图中 a、b 两点，由几何关系知 ab 连线与磁场方向垂直，故金属圆环在磁场中所受安培力的等效长度为2r，则所受安培力为2BIr，A 项正确4AC线框上边所在处的磁感应强度大小为 B1kIL，由安培定则可判断出线框所在处磁场方向为垂直纸面向里，所受安培力的大小为 F1B1ILkI2，由左手定则可判断出安培力方向向上；线框下边所在处的磁感应强度大小为 B2kI2L，所受安培力的大小为 F2B2IL12kI2，由左手定则可判断出安培力方向向下；若 F1F2mg，则加速度为零，选项 A 正确 若 F1F2mg，则加速度方向向上，由 F1(F2mg)ma，解得 akI22mg，选项 C 正确，B 错误若F1F2mg，则加速度方向向下，由 F2mgF1ma，解得 agkI22m，选项 D 错误5BC由于沿 y 轴方向磁场分布是不变的，故而整个线框沿 y 轴方向所受合力为 0，B 正确；沿 x 轴方向磁感应强度与 x 满足关系 Bkx，AD 边受到的向左的安培力小于 BC 边受到的向右的安培力，故而整个线框受到的合力方向沿 x 轴正向，A 错误；整个线框在 x 轴方向所受合力为 k(aa)Ia(ka)Iaka2I，C 正确，D 错误6B线框在磁场中受重力、安培力和弹簧弹力处于平衡状态，安培力为 FAnBIl，且开始时方向向上，改变磁场方向后方向向下，大小不变设在磁场反向之前弹簧的伸长量为 x，则反向之后弹簧的伸长量为 xx，由平衡条件知 kxnBIlmg 及 k(xx)nBIlmg，联立解得x2nBIlk，且线框向下移动，B 对7C因 a 恰能在斜面上保持静止，其受力如图甲所示，而由平行通电直导线之间的相互作用可知，电流同向时导线相互吸引，电流反向时导线相互排斥，故 A 错；由图甲知 tan 45公众号：卷洞洞mgBIL，即 BmgIL，B 错；无论 b 是上移还是下移，b 中的电流在 a 处产生的磁场的磁感应强度均减小，上移时其重力 mg、安培力 BIL、斜面支持力 FN满足图乙所示关系，支持力逐渐减小，安培力减小，但两个力的合力仍可能等于重力，即 a 仍可能处于静止状态，C 对；当b 下移时，安培力在减小，而支持力方向不变，则 a 所受合力不可能为零，即 a 不可能处于静止状态，D 错8A在 P 从左侧缓慢移动到右侧的过程中，导线 MPN 受到的安培力可等效为直导线 MN通入电流 I 时受到的安培力，即导线 MPN 受到的安培力大小始终不变，A 正确公众号：卷洞洞