(2013·寶雞模擬)19世紀法國學者安培提出了著名的分子電流假說。他認為，在原子、分子等物質微粒內部，存在著一種環(huán)形電流——分子電流(分子電流實際上是由原子內部電子的繞核運動形成的)，分子電流使每個物質微粒都成為微小的磁體，它的兩側相當于兩個磁極。圖2中將分子電流(圖1中箭頭表示電子運動方向)等效為小磁體的圖示中正確的是( )圖1
圖2
答案：選B 由安培定則可判斷出分子電流等效為小磁體的圖示中正確的是B。
2、在等邊三角形的三個頂點a、b、c處，各有一條長直導線垂直穿過紙面，導線中通有大小相等的恒定電流，方向如圖3所示。過c點的導線所受安培力的方向( )
A．與ab邊平行，豎直向上
B．與ab邊平行，豎直向下
C．與ab邊垂直，指向左邊
D．與ab邊垂直，指向右邊
圖3
答案：選C a處導線在c處產生的磁場B1的方向垂直于ac連線向左下方，b處導線在c處產生的磁場B2的方向垂直于bc連線向右下方。B1和B2的合磁場B的方向豎直向下。由左手定則可判斷出過c點的導線所受安培力的方向與ab邊垂直，指向左邊。C正確。
3、將一個質量很小的金屬圓環(huán)用細線吊起來，在其附近放一塊條形磁鐵，磁鐵的軸線與圓環(huán)在同一個平面內，且通過圓環(huán)中心，如圖4所示，當圓環(huán)中通以順時針方向的電流時，從上往下看( )
A．圓環(huán)順時針轉動，靠近磁鐵
B．圓環(huán)順時針轉動，遠離磁鐵
C．圓環(huán)逆時針轉動，靠近磁鐵
D．圓環(huán)逆時針轉動，遠離磁鐵
圖4
答案：選C 該通電圓環(huán)相當于一個垂直于紙面的小磁針，N極在內，S極在外，根據同極相互排斥，異極相互吸引，可得C項正確。
4、如圖5所示，一個半徑為R的導電圓環(huán)與一個軸向對稱的發(fā)散磁場處處正交，環(huán)上各點的磁感應強度B大小相等，方向均與環(huán)面軸線方向成θ角(環(huán)面軸線為豎直方向)。若導線環(huán)上載有如圖所示的恒定電流I，則下列說法正確的是( )
A．導電圓環(huán)有收縮的趨勢
B．導電圓環(huán)所受安培力方向豎直向上
C．導電圓環(huán)所受安培力的大小為2BIR
D．導電圓環(huán)所受安培力的大小為2πBIRsin θ
圖5
答案：選ABD 若導線環(huán)上載有如圖所示的恒定電流I，由左手定則可得導線環(huán)上各小段所受安培力斜向內，導電圓環(huán)有收縮的趨勢，導電圓環(huán)所受安培力方向豎直向上，導電圓環(huán)所受安培力的大小為2πBIRsin θ，選項A、B、D正確，C錯誤。
5、如圖6所示，長為L的通電直導體棒放在光滑水平絕緣軌道上，勁度系數為k的水平輕彈簧一端固定，另一端拴在棒的中點，且與棒垂直，整個裝置處于方向豎直向上、磁感應強度為B的勻強磁場中，彈簧伸長x，棒處于靜止狀態(tài)。則( )
A．導體棒中的電流方向從b流向a
B．導體棒中的電流大小為
C．若只將磁場方向緩慢順時針轉過一小角度，x變大
D．若只將磁場方向緩慢逆時針轉過一小角度，x變大
圖6
答案：選B 由左手定則可知，導體棒中的電流方向從a流向b，選項A錯誤；由BIL＝kx可得導體棒中的電流大小為I＝kx/BL，選項B正確；若只將磁場方向緩慢順時針轉過一小角度，或逆時針轉過一小角度，x都變小，選項C、D錯誤。
6、如圖7所示，金屬棒MN兩端由等長的輕質細線水平懸掛，處于豎直向上的勻強磁場中，棒中通以由M向N的電流，平衡時兩懸線與豎直方向夾角均為θ，如果僅改變下列某一個條件，θ角的相應變化情況是( )
A．棒中的電流變大，θ角變大
B．兩懸線等長變短，θ角變小
C．金屬棒質量變大，θ角變大
D．磁感應強度變大，θ角變小
圖7
答案：
選A 分析MN受力如圖所示，由平衡條件可得：tan θ＝，由此式可知，棒中電流變大，金屬棒所受安培力變大，θ角變大，選項A正確；兩懸線等長變短，θ角不變，選項B錯誤；金屬棒質量變大，θ角變小，選項C錯誤；磁感應強度變大，金屬棒所受安培力變大，θ角變大，選項D錯誤。
7、如圖8所示，豎直放置的平行金屬導軌EF和GH兩部分導軌間距為2L，IJ和MN兩部分導軌間距為L。整個裝置處在水平向里的勻強磁場中，金屬桿ab和cd的質量均為m，可在導軌上無摩擦滑動，且與導軌接觸良好?，F對金屬桿ab施加一個豎直向上的作用力F，使其勻速向上運動，此時cd處于靜止狀態(tài)，則力F的大小為( )
A．mg B．2mg
C．3mg D．4mg
圖8
答案：選C 由cd處于靜止狀態(tài)可知cd所受向上的安培力等于mg，ab所受向下安培力等于2mg。由平衡條件可知，力F的大小為3mg，選項C正確。
8、電磁軌道炮工作原理如所示。待發(fā)射彈體可在兩平行軌道之間自由移動，并與軌道保持良好接觸。電流I從一條軌道流入，通過導電彈體后從另一條軌道流回。軌道電流可形成在彈體處垂直于軌道面的磁場(可視為勻強磁場)，磁感應強度的大小與I成正比。通電的彈體在軌道上受到安培力的作用而高速射出?，F欲使彈體的出射速度增加至原來的2倍，理論上可采用的辦法是( )
A．只將軌道長度L變?yōu)樵瓉淼?倍
B．只將電流I增加至原來的2倍
C．只將彈體質量減至原來的一半
D．將彈體質量減至原來的一半，軌道長度L變?yōu)樵瓉淼?倍，其他量不變
答案：
選BD 由題意可知磁感應強度B＝kI，安培力F＝BId＝kI2d，由動能定理可得：FL＝，解得v＝I ，由此式可判斷B、D選項正確。
9、如圖所示，在傾角為α的光滑斜面上，垂直斜面放置一根長為L、質量為m的直導體棒，當通以圖示方向電流I時，欲使導體棒靜止在斜面上，可加一平行于紙面的勻強磁場，當外加勻強磁場的磁感應強度B的方向由垂直斜面向上沿逆時針方向轉至水平向左的過程中，下列說法中正確的是( )
A．此過程中磁感應強度B逐漸增大
B．此過程中磁感應強度B先減小后增大
C．此過程中磁感應強度B的最小值為
D．此過程中磁感應強度B的最大值為
答案：
選AC 導體棒受重力、支持力、安培力作用而處于平衡狀態(tài)，當外加勻強磁場的磁感應強度B的方向由垂直斜面向上沿逆時針方向轉至水平向左的過程中，安培力由沿斜面向上轉至豎直向上，導體棒受力的動態(tài)變化如圖所示，則由圖知安培力逐漸增大，即此過程中磁感應強度B逐漸增大，A對、B錯；剛開始安培力F最小，有sin α＝，所以此過程中磁感應強度B的最小值為，C對；最后安培力最大，有F＝mg，即此過程中磁感應強度B的最大值為，D錯。
10、圖11中裝置可演示磁場對通電導線的作用。電磁鐵上下兩磁極之間某一水平面內固定兩條平行金屬導軌，L是置于導軌上并與導軌垂直的金屬桿。當電磁鐵線圈兩端a、b，導軌兩端e、f，分別接到兩個不同的直流電源上時，L便在導軌上滑動。下列說法正確的是( )
A．若a接正極，b接負極，e接正極，f接負極，則L向右滑動
B．若a接正極，b接負極，e接負極，f接正極，則L向右滑動
C．若a接負極，b接正極，e接正極，f接負極，則L向左滑動
D．若a接負極，b接正極，e接負極，f接正極，則L向左滑動
圖11
答案：選BD 若a接正極，b接負極，根據安培定則，電磁鐵產生豎直向上的磁場。e接負極，f接正極，由左手定則可判斷出L所受安培力向右，則L向右滑動，選項A錯誤B正確；若a接負極，b接正極，根據安培定則，電磁鐵產生豎直向下的磁場。e接負極，f接正極，由左手定則可判斷出L所受安培力向左，則L向左滑動，選項D正確C錯誤。
11、
如圖所示，MN是一根長為l＝10 cm，質量m＝50 g的金屬棒，用兩根長度也為l的細軟導線將導體棒MN水平吊起，使導體棒處在B＝ T的豎直向上的勻強磁場中，未通電流時，細導線在豎直方向，通入恒定電流后，金屬棒向外偏轉的最大偏角θ＝37°， 求金屬棒中恒定電流的大小。
解析：金屬棒向外偏轉的過程中，受重力mg、導線拉力FT、安培力F共三個力的作用，其中導線的拉力不做功，由動能定理得：WF＋WG＝0
其中WF＝Flsin θ＝BIl2sin θ，
WG＝－mgl(1－cos θ)
金屬棒中的電流為I＝
解得：I＝5 A
答案：5 A
12、水平放置的光滑金屬導軌寬L＝0.2 m，接有電源電動勢E＝3 V，電源內阻及導軌電阻不計。勻強磁場豎直向下穿過導軌，磁感應強度B＝1 T。導體棒ab的電阻R＝6 Ω，質量m＝10 g，垂直放在導軌上并接觸良好，求合上開關的瞬間。
(1)金屬棒受到安培力的大小和方向；
(2)金屬棒的加速度。
解析：(1)閉合電鍵的瞬間，回路中的電流
I＝＝ A＝0.5 A
ab棒所受安培力
F安＝BIL＝0.1 N
由左手定則知方向水平向右
(2)由牛頓第二定律知
a＝＝10 m/s2
方向水平向右
答案：(1)0.1 N 水平向右 (2)10 m/s2，方向水平向右
