十 磁场及带电粒子在磁场中的运动
1.(教科版选修3-1 P92第1题改编)(多选)一小段长为L的通电直导线放在磁感应强度为B的磁场中,当通过它的电流为I时,所受安培力为F。以下关于磁感应强度B的说法正确的是( )
A.磁感应强度B一定等于
B.磁感应强度B可能大于或等于
C.磁场中通电直导线受力大的地方,磁感应强度一定大
D.在磁场中通电直导线也可以不受力
答案 BD
解析 只有当通电直导线与磁场垂直时,才有B=,不垂直时B>,故A错误,B正确;在磁场中同一位置,导线的放置方向不同,通电直导线受力也不一样,但磁感应强度相同,C错误;当导线与磁场平行时,导线不受力,D正确。
2. 如图所示,a、b两根垂直纸面的直导线通有等大的电流,两导线旁有一点P,P点到a、b距离相等,关于P点的磁场方向,以下判断正确的是( )
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A.a中电流方向向纸外,b中电流方向向纸里,则P点的磁场方向向右
B.a中电流方向向纸外,b中电流方向向纸里,则P点的磁场方向向左
C.a中电流方向向纸里,b中电流方向向纸外,则P点的磁场方向向右
D.a中电流方向向纸外,b中电流方向向纸外,则P点的磁场方向向左
答案 A
解析 若a中电流方向向纸外,b中电流方向向纸里,根据安培定则判断可知:a在P处产生的磁场Ba方向垂直于aP连线斜向上,b在P处产生的磁场Bb方向垂直于bP连线斜向下,如图所示,根据平行四边形定则进行合成,P点的磁感应强度方向水平向右,故A正确,B错误;同理,若a中电流方向向纸里,b中电流方向向纸外,则可得P点的磁感应强度方向水平向左,若a、b中电流方向均向纸外,P点的磁感应强度方向竖直向上,故C、D错误。
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3. 如图所示,质量为m、长度为L的金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂在O、O′点,处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为B,棒中通以某一方向的电流,平衡时两细线与竖直方向夹角均为θ,重力加速度为g。则( )
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A.金属棒中的电流方向由N指向M
B.金属棒MN所受安培力的方向垂直于OMNO′平面向上
C.金属棒中的电流大小为tanθ
D.每条细线所受拉力大小为mgcosθ
答案 C