第八章 第1讲 磁场的描述 磁场对电流的作用
一、选择题(在题后给的选项中，第1～4题只有一项符合题目要求，第5～10题有多项符合题目要求．)
1．在球体上分别沿经、纬两个方向互相垂直地紧套着的两个绝缘导线环aa′和
bb′(aa′面水平，bb′面垂直纸面)，环中通有相同大小的恒定电流，如图K8－1－1所示，
则球心处磁感应强度B的方向为( )
图K8－1－1
A．指向左上方 C．竖直向上 【答案】A
【解析】球心O处的磁场是两个环形电流产生磁场的合磁场，水平环形电流在O处产生的磁场B1竖直向上，竖直环形电流在O处产生的磁场B2水平向左，则B1、B2的矢量和的方向指向左上方．
2．两个完全相同的通电圆环A、B的圆心O重合、圆面相互垂直，通电电流相同，电流方向如图K8－1－2所示，设每个圆环在其圆心O处独立产生的磁感应强度为B0，则O处的磁感应强度大小为( )
B．指向右下方 D．竖直向下
图K8－1－2
A．0 C.2B0 【答案】C
【解析】由安培定则可知A在圆心处产生的磁感应强度垂直于纸面向里，B在圆心处产生的磁感应强度竖直向下，两者垂直，所以合磁感应强度大小B＝B0＋B0＝2B0，C选项正确．
3．(2015年海珠检测)如图K8－1－3，倾斜导轨宽为L，与水平面成α角，处在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，金属杆ab水平放在导轨上．当回路电流强度为I时，关于金属杆ab所受安培力F，下列说法正确的是( )
2
2
B．2B0 D．无法确定
图K8－1－3
A．方向垂直ab杆沿斜面向上 C．F＝BILcos α 【答案】B
【解析】利用左手定则可判断出金属杆ab所受安培力F方向垂直ab杆水平向右，B正确；因电流与磁场垂直，则F＝BIL，选项C、D错误．
4．如图K8－1－4，光滑的金属轨道分水平段和圆弧段两部分，O点为圆弧的圆心．两金属轨道之间的宽度为0.5 m，匀强磁场方向如图所示，大小为0.5 T．质量为0.05 kg、长为0.5 m的金属细杆置于金属轨道上的M点．当在金属细杆内通以电流强度为2 A的恒定电流时，金属细杆可以沿杆向右由静止开始运动．已知MN＝OP＝1 m，则( )
B．方向垂直ab杆水平向右 D．F＝BILsin α
图K8－1－4
A．金属细杆开始运动时的加速度大小为5 m/s B．金属细杆运动到P点时的速度大小为5 m/s C．金属细杆运动到P点时的向心加速度大小为10 m/s D．金属细杆运动到P点时对每一条轨道的作用力大小为0.75 N 【答案】D
【解析】金属细杆在水平方向受到安培力作用，安培力大小F＝0.5 N，金属细杆开始运动时的加速度大小为a＝
安
2
2
＝BIL＝0.5×2×0.5 N
F安2
＝10 m/s，选项A错误；对金属细杆m从M点到P点的运动过程，安培力做功W安＝F安·(MN＋OP)＝1 J，重力做功WG＝－mg·ON12
＝－0.5 J，由动能定理得W安＋WG＝mv，解得金属细杆运动到P点时的速度大小为v＝20
2m/s，选项B错误；金属细杆运动到P点时的加速度可分解为水平方向的向心加速度和竖直方
v22
向的加速度，水平方向的向心加速度大小为a′＝＝20 m/s，选项C错误；在P点金属细
rmv2
杆受到轨道水平向左的作用力F，水平向右的安培力F安，由牛顿第二定律得F－F安＝，r解得F＝1.5 N，每一条轨道对金属细杆的作用力大小为0.75 N，由牛顿第三定律可知金属细杆运动到P点时对每一条轨道的作用力大小为0.75 N，选项D正确．
5．磁场中某区域的磁感线如图K8－1－5所示，下列论述正确的是( )
图K8－1－5
A．a、b两处的磁感应强度大小Ba＞Bb B．a、b两处的磁感应强度大小Ba＜Bb C．磁感线的切线方向就是磁场的方向 D．两条磁感线的空隙处不存在磁场 【答案】BC
【解析】本题考查对磁感线的理解，由于它与电场线有许多相似之处，可以用分析电场线的方法分析．
6．如图K8－1－6，用一根导线做成一直角三角形框架acb，固定于匀强磁场中，磁场方向垂直于框架平面向里，ab两点接在电源电路上，当闭合开关S时，则( )
图K8－1－6
A．ab与acb所受的安培力的方向相同 B．ab与acb所受的安培力的方向相反 C．ab与acb所受的安培力的大小相等 D．ab所受的安培力大于acb所受的安培力 【答案】AD
【解析】由于acb的等效长度与ab相同，电流方向也相同，由左手定则知ab与acb所受的安培力的方向相同；由于材料、横截面相同，但长度不同，则电阻不同，acb的电阻大于ab的电阻，流过的电流偏小，由安培力公式可知ab所受的安培力大于acb所受的安培力．
7．一条形磁铁放在水平桌面上，它的上方靠S极一侧吊挂一根与它垂直的导电棒，图K8－1－7中只画出此棒的截面图，并标出此棒中的电流是流向纸内的，在通电的一瞬间可能产生的情况是( )
图K8－1－7