夯基保分练(一) 磁场的描述 磁场对电流的作用
[A级——保分练]
1．(多选)(2020·全国卷Ⅱ)指南针是我国古代四大发明之一。关于指南针，下列说法正确的是( ) A．指南针可以仅具有一个磁极
B．指南针能够指向南北，说明地球具有磁场 C．指南针的指向会受到附近铁块的干扰
D．在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针不偏转
解析：选BC 指南针是一个小磁体，具有N、S两个磁极，因为地磁场的作用，指南针的N极指向地理的北极，选项A错误，选项B正确；因为指南针本身是一个小磁体，所以会对附近的铁块产生力的作用，同时指南针也会受到反作用力，所以会受铁块干扰，选项C正确；在地磁场中，指南针为南北指向，当直导线在指南针正上方平行于指南针南北放置时，通电导线产生的磁场在指南针处是东西方向，所以会使指南针偏转，选项D错误。
2.(2020·四川成都第七中学模拟)如图所示，长为2L的直导线折成边长相等、夹角为60°的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，当在该导线中通以大小为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力大小为( )
A．0 B．0.5BIL C．BIL D．2BIL
解析：选C 根据左手定则可得，两根直导线受到的安培力都是垂直导线斜向上，故两安培力的夹角为120°，F1＝BIL，F2＝BIL，根据力的合成及几何关系，可得两力的合力为F＝BIL，故C正确。
3.如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等。关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是( )
A．O点处的磁感应强度为零
B．a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反 C．c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同 D．a、c两点处磁感应强度的方向不同
解析：选C 由安培定则可知，两导线在O点产生的磁场均竖直向下，则合磁感应强度一定不为零，选项A错误；两导线在a、b两点处产生的磁场方向均竖直向下，由对称性知，M处的导线在a处产生的
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磁场的磁感应强度等于N处的导线在b处产生的磁场的磁感应强度，同时M处的导线在b处产生的磁场的磁感应强度等于N处的导线在a处产生的磁场的磁感应强度，所以a、b两点处的合磁感应强度大小相等、方向相同，选项B错误；同理可得，c、d两点处的合磁感应强度大小相等、方向相同，选项C正确；a、c两点处的合磁感应强度方向均竖直向下，选项D错误。
4.(多选)通有电流的导线L1、L2、L3、L4处在同一平面(纸面)内，放置方式及电流方向如图甲、乙所示，其中L1、L3是固定的，L2、L4可绕垂直纸面的中心轴O转动，则下列描述正确的是( )
A．L2绕轴O按顺时针转动 B．L2绕轴O按逆时针转动 C．L4绕轴O按顺时针转动 D．L4绕轴O按逆时针转动
解析：选BC 题图甲中由右手螺旋定则，可知导线L1上方磁场垂直纸面向外，且离导线L1的距离越近，磁场越强，导线L2上每一小部分受到的安培力方向水平向右，但轴O下方导线所受安培力较大，所以L2绕轴O按逆时针转动，A错，B对；题图乙中轴O上方导线L4所受安培力向右，轴O下方导线L4所受安培力向左，即L4绕轴O按顺时针转动，C对，D错。
5.如图所示，直导线ab与圆线圈的平面垂直且隔有一小段距离，其中直导线固定，线圈可自由运动，当同时通有图示方向电流时，从左向右看，线圈将( )
A．不动
B．顺时针转动，同时靠近导线 C．逆时针转动，同时离开导线 D．逆时针转动，同时靠近导线
解析：选D 由安培定则可知，直导线ab的磁场在其右方方向垂直纸面向里，利用等效法将自由运动的线圈看成小磁针，其N极将转向纸面向里，A、B错误；用线圈平面转到趋近纸面时的特殊位置分析，由结论法(同向电流相吸，反向电流相斥)可知，线圈左侧受直导线引力，右侧受直导线斥力，离直导线越近磁感应强度越大，安培力越大，使得线圈所受直导线的安培力向左，即线圈在靠近导线。C错误，D正确。
6．(2020·汕头质检)如图所示，两个圆形线圈P和Q，悬挂在光滑绝缘杆上，通以方向相同的电流，若I1＞I2，P、Q受到安培力大小分别为F1和F2，则P和Q( )
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A．相互吸引，F1＞F2 B．相互排斥，F1＞F2 C．相互排斥，F1＝F2 D．相互吸引，F1＝F2
解析：选D 由于P、Q通以同向电流，据“同向电流相吸，异向电流相斥”可知，P、Q是相互吸引的，P、Q之间的相互吸引力遵循牛顿第三定律，总是等大的，故D正确。 [B级——拔高练]
7.(多选)(2020·临海台州模拟)如图所示，将圆柱形强磁铁吸在干电池负极，金属导线折成上端有一支点、下端开口的导线框，使导线框的顶端支点和底端分别与电源正极和磁铁都接触良好但不固定，这样整个线框就可以绕电池轴心旋转起来。下列判断中正确的是( )
A．线框能旋转起来，是因为电磁感应 B．俯视观察，线框沿逆时针方向旋转 C．电池输出的电功率大于线框旋转的机械功率 D．旋转达到稳定时，线框的速度比刚开始转动时的大
解析：选BC 对线框的底端侧面分析，圆柱形强磁铁上端为S极，下端为N极，周围磁感线由上往下斜穿入线框内部。在垂直于纸面向外的径向上，磁感线有垂直于纸面向里的分量，在此径向上的负电荷由下往上运动，由左手定则知：此负电荷受到垂直于径向沿纸面向右的洛伦兹力，即在径向的左垂线方向；同理，其他任一径向上的电荷均受到左垂线方向的洛伦兹力(中心点除外)，所以，由上向下看，线框沿逆时针转动，故该装置的原理是电流在磁场中的受力，不是电磁感应，故A错，B对；因为电源消耗的总功率一部分转化为内能，另一部分转化为动能，所以总功率大于热功率，C对；线框受到的安培力开始时使线框做加速旋转，当安培力等于阻尼作用力时速度达到最大，D错。
8.(2020·邗江区校级检测)如图所示，电流从A点分两路，通过对称的环形分路汇合于B点，在环形分路的中心O处的磁感应强度为( )
A．垂直环形分路所在平面，且指向纸内 B．垂直环形分路所在平面，且指向纸外 C．在环形分路所在平面内指向B D．零
解析：选D 利用“微元法”把圆周上的电流看成是无数段直导线电流的集合，如图，由安培定则可知在一条直径上的两个微元所产生的磁感应强度等大反向，由矢量叠加原理可知，中心O处的磁感应强度为零。D正确。
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