| 电流间的相互作用 题目答案及解析

稿件来源:高途

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选修3-1

第三章 磁场

3.4 通电导线在磁场中受到的力

电流间的相互作用

地球可以视为巨大的磁场,磁场分布可类比于条形磁铁。

磁场的强弱可以用磁感线来描述。如图所示,实线表示某磁场中的磁感线,$M$$N$为磁场中两点,两点的磁感应强度分别为$B_{M}$$B_{N}$,同一通电导线放在$M$处和$N$处所受磁场力大小分别为$F_{M}$$F_{N}$,则 $(\quad\ \ \ \ )$

["

$B_{M}\\gt B_{N}$$F_{M}$一定大于$F_{N}$

","

$B_{M}\\gt B_{N}$$F_{M}$一定小于$F_{N}$

","

$B_{M}\\lt B_{N}$$F_{M}$一定小于$F_{N}$

","

$B_{M}\\lt B_{N}$$F_{M}$可能等于$F_{N}$

"]
[["D"]]

磁感线的疏密程度表示磁场的磁感应强度的大小,$N$处密集,则$B_{M}\lt B_{N}$,安培力为$F=BIL\sin\theta$,其中$L$为导线与磁场垂直的有效长度,同一通电导线,放置方式不同,有效长度不同,若在$M$点导线与磁场垂直,$N$点导线与磁场平行,则可以有$F_{M}\gt F_{N}$,根据$F=BIL\sin\theta$,可知改变两位置时的摆放位置,使在$N$处磁感应强度在沿电流方向上的分量与$M$处磁感应强度在沿电流方向上的分量相等时,可使$F_{M}=F_{N}$,故$\rm D$正确,$\rm ABC$错误。

故选:$\rm D$

$19$世纪,安培为了解释地球的磁性提出“分子电流假说”,认为地球的磁场是由带电的地球绕过地心的轴形成的环形电流引起的,如图所示,下列说法正确的是 $(\quad\ \ \ \ )$

["

地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行

","

地球内部也存在磁场,地磁南极在地理南极附近

","

根据右手螺旋定则可判断,地球带负电荷

","

地磁场对垂直射向地球赤道的质子有向西的力的作用

"]
[["C"]]

$\rm A$、地球表面只有赤道位置的地磁场方向与地面平行,故$\rm A$错误;

$\rm B$、地磁场南极在地理北极附近,地磁场北极在地理南极附近,故$\rm B$错误;

$\rm C$、由图可知,地磁北极在地理南极附近,根据右手螺旋定则可确定电流方向与地球自转方向相反,说明地球带负电,故$\rm C$正确;

$\rm D$、根据左手定则可知,地磁场对垂直射向地球赤道的质子受到的洛伦兹力向东,故$\rm D$错误;

故选:$\rm C$

如图所示,某教室墙上有一朝南的钢窗,从室内学生的角度看,学生推开窗户时,穿过窗户的地磁场的磁通量变化为                 (填$A$.“增大”  $B$.“减小”)从学生的角度看,窗框中的感应电流方向                 ;($A$.“顺时针”  $B$.“逆时针”)

[["减小","逆时针"]]

地磁场由南向北,当朝南的钢窗向外推开时,平面与磁场平行时,没有磁感穿过线框平面,穿过环面的磁通量为$0$。根据楞次定律,穿过窗框的磁通量减小时,产生的感应电流的方向为逆时针。

不仅磁场对磁体有力作用,电流之间也会通过磁场相互作用。两个相同的圆形线圈,能在一个光滑绝缘的圆柱体上自由滑动。设大小不同的电流按图中所示的方向分别通入两个线圈,则两线圈的运动情况是$(\quad\ \ \ \ )$

["

彼此相向运动,且电流大的加速度较大

","

彼此背向运动,且电流大的加速度较大

","

彼此背向运动,且加速度大小相等

","

彼此相向运动,且加速度大小相等

"]
[["C"]]

根据电流间相互作用规律“同向电流相互吸引,异向电流相互排斥”可知,两圆环应相互吸引,即彼此相向运动,再根据牛顿第二定律和牛顿第三定律可知,两圆环的加速度大小相等。

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无限长平行直导线、每单位长度之间都通过相同的绝缘轻弹簧连接。如图,若水平固定,将悬挂在弹簧下端,平衡时弹簧的伸长量为;再在两导线内通入大小均为的电流,方向相反,平衡时弹簧又伸长了。若水平固定,将悬挂在弹簧下端,两导线内通入大小均为的电流,方向相同,平衡后弹簧的伸长量恰为。已知通电无限长直导线在其周围产生磁场的磁感应强度大小与导线中电流大小成正比,与距导线的距离成反比。则、单位长度的质量比为 如图所示,由金属丝制作而成的轻弹簧上端焊接在天花板上,下端悬挂质量为的绝缘小物块,系统处于静止状态,此时弹簧伸长了;给轻弹簧通电后,系统再次平衡,弹簧依然处于拉伸状态,其形变量为。弹簧的形变始终在弹性限度内,已知重力加速度为,下列说法正确的是 墙壁暗装是家庭装修的常用方式,暗装是将“双芯”或“三芯”(含接地线)的软铜线放入塑料管并安装在墙壁中。“双芯”结构如图所示,、为两平行直导线,其中、分别接电源的正、负极;、两点位于两导线所在的平面内,点到两导线的距离相等。下列说法正确的是 如图所示,导体棒固定在光滑的水平面内,导体棒垂直于导体棒放置,且导体棒可以在水平面内自由移动(正视图如图)。给导体棒、通以如图所示的恒定电流,仅在两导体棒之间的相互作用下,关于导体棒的运动情况,下列说法正确的是 如图,两根相互平行的长直导线与一“凸”形导线框固定在同一竖直平面内,导线框的对称轴与两长直导线间的距离相等。已知左、右两长直导线中分别通有方向相反的恒定电流、,且,则当导线框中通有顺时针方向的电流时,导线框所受安培力的合力方向 物理学是一门以实验为基础的学科,物理从生活中来又到生活中去。对于下列教材中所列的实验和生活用品,说法正确的是
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