终极猜想十五 对磁场对电流作用的考查(本卷共6小题，满分60分．建议时间：30分钟)命题专家寄语 本部分高考很少单独命题，多以磁场、磁感线以及电磁感应等知识综合考查，处理问题往往结合力学知识：共点力的平衡、牛顿运动定律、动能定理综合分析解决.五十一、安培力的大小与方向1．如图1所示，直导线与圆线圈的平面垂直且隔一小段距离，其中直导线固定，线圈可自由运动，当同时通以如图所示的电流时．从左向右看线圈将( )． 图1A．不动B．顺时针转动同时靠近导线C．逆时针转动同时靠近导线D．向右平动远离导线2．如图2所示，导线框中电流为I，导线框垂直于磁场放置，磁感应强度为B，AB与CD相距为d，则MN所受安培力大小为( )．图2A．F＝B．F＝BIdsinθC．F＝BIdcosθD．F＝BId五十二、安培力作用下物体的平衡3．如图3所示是一个可以用来测量磁感应强度的装置：一长方体绝缘容器内5\n部高为L，厚为d，左右两管等高处装有两根完全相同的开口向上的管子a、b，上、下两侧装有电极C(正极)和D(负极)并经开关S与电源连接，容器中注满能导电的液体，液体的密度为ρ；将容器置于一匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，当开关断开时，竖直管子a、b中的液面高度相同，开关S闭合后，a、b管中液面将出现高度差．若当开关S闭合后，a、b管中液面将出现高度差为h，电路中电流表的读数为I，求磁感应强度B的大小．图3五十三、安培力作用下物体的运动4．(多选)如图4所示，台秤上放一光滑平板，其左边固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时台秤读数为T1.现在磁铁上方中心偏左位置固定一导体棒，当导体棒中通以方向如图所示的电流后，台秤读数为T2，则以下说法正确的是( )．图4A．弹簧长度将变长B．弹簧长度将变短C．T1>T2D．T1<T25．(2012·福建联考)如图5所示，长为L的通电直导体棒放在光滑水平绝缘轨道上，劲度系数为k的水平轻弹簧一端固定，另一端拴在棒的中点，且与棒垂直，整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，弹簧伸长x，棒处于静止状态．则( )．5\n图5A．导体棒中的电流方向从b流向aB．导体棒中的电流大小为C．若只将磁场方向缓慢顺时针转过一小角度，x变大D．若只将磁场方向缓慢逆时针转过一小角度，x变大五十四、综合应用6．如图6所示，在MN左侧有相距为d的两块正对的平行金属板P、Q，板长L＝，两板带等量异种电荷，上极板带负电．在MN右侧存在垂直于纸面的矩形匀强磁场(图中未画出)，其左边界和下边界分别与MN、AA′重合(边界上有磁场)．现有一带电粒子以初速度v0沿两板中央OO′射入，并恰好从下极板边缘射出，又经过在矩形有界磁场中的偏转，最终垂直于MN从A点向左水平射出.已知A点与下极板右端的距离为d.不计带电粒子重力．求：图6(1)粒子从下极板边缘射出时的速度；(2)粒子从O运动到A经历的时间；(3)矩形有界磁场的最小面积．参考答案1．C [在线圈上取离导线ab最近的一段，由图可见此段导体中电流垂直于纸面向外．由结论知它要转动到跟导体区中的电流同方向．所以从左向右看线圈将逆时针转动，又由于同方向电流相互吸引，故线圈在转动的同时靠近导线．答案C正确．]5\n2．A [导体棒的有效长度为，由安培力公式得MN所受安培力大小为F＝，故选项A正确．]3.解析 开关S闭合后，导电液体中有电流由C流到D，根据左手定则可知导电液体要受到向右的安培力F作用，在液体中产生附加压强p，这样a、b管中液面将出现高度差．在液体中产生附加压强p为p＝＝＝＝ρ·gh所以磁感应强度B的大小为：B＝答案 4．BC [根据左手定则可知，通电导线所受安培力斜向右下方，根据牛顿第三定律，磁铁受到斜向左上方的磁场力，所以B、C正确．]5．B [由左手定则可知，导体棒中的电流方向从a流向b，选项A错误；由BIL＝kx可得导体棒中的电流大小为I＝，选项B正确；若只将磁场方向缓慢顺时针转过一小角度或逆时针转过一小角度，x都变小，选项C、D错误．]6．解析 (1)带电粒子在电场中平行极板方向匀速运动：d＝v0t竖直方向从静止开始做匀加速运动：d＝t1，得vy＝v0则粒子从下极板边缘射出时的速度为v＝＝2v0，且与竖直方向成30°.(2)带电粒子在电场中运动的时间t1＝d.5\n由图中几何关系r＋＝d 即r＝离开电场后先做匀速运动，匀速运动时间t2＝＝然后进入磁场，在磁场中偏转120°到达At3＝＝＝所以带电粒子从O运动到A经历的时间为t＝t1＋t2＋t3＝(3)由轨迹示意图可知，磁场区域宽等于轨迹半径r，高等于，而r＝，所以矩形有界磁场的最小面积为S＝r·＝答案 (1)2v0，且与竖直方向成30°(2) (3)5
