一、选择题(8×5′，共40分)
1.关于磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间的关系，正确的说法是( )
A.磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间总是互相垂直的
B.磁场方向一定与安培力方向垂直，但电流方向不一定与安培力方向垂直
C.磁场方向不一定与安培力方向垂直，但电流方向一定与安培力方向垂直
D.磁场方向不一定与电流方向垂直， 但安培力方向一定既与磁场方向垂直，又与电流方向垂直
解析：通电导线放入磁场中，不管电流与磁场是否垂直，安培力一定垂直磁场和电流所确定的平面，即安培力总是既垂直磁场方向，又垂直电流方向.
答案：D
图16
2.在等边三角形的三个顶点a、b、c处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图16.过c点的导线所受安培力的方向( )
A.与ab边平行，竖直向上
B.与ab边平行，竖直向下
C.与ab边垂直，指向左边
D.与ab边垂直，指向右边
解析：本题考查的知识点是右手定则、磁感应强度的叠加、左手定则.因a、b处的导线中的电流方向垂直纸面向内，根据右手定则可以判断a处导线中的电流在c处产生的磁场方向为与ac边垂直且指向左下方;b处导线中的电流在c处产生的磁场方向为与bc边垂直且指向右下方.由几何知识可得两个磁场方向的夹角为60°，又由于c点距a、b两点的距离相等，a、b处导线中的电流相等，所以产生的两个磁感应强度大小也相等，由平行四边形定则合成后的磁场方向竖直向下.由左手定则可以判断c处导线受到的安培力与ab边垂直，指向左边，故选项C正确.
答案：C
3.两条导线相互垂直且彼此绝缘，如图17所示，其中AB固定，CD能自由移动，当通以如图方向的电流时，导线CD将(从纸外向纸里看)( )
图17
A.顺时针转动，同时靠近AB
B.逆时针转动，同时靠近AB
C.顺时针转动，同时远离AB
D.逆时针转动，同时远离AB
解析：将CD看成是放入AB导线激发的磁场中的通电导体，再用左手定则判断受力方向.
答案：B
图18
4.(2010年上海卷)如图18，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，磁感应强度为B.当在该导线中通以电流强度为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
图19
解析：安培力公式F=BIL，其中L为垂直放于磁场中导线的有效长度，图19中的有效长度为虚线所示，其长度为L，所以通电导线受到的安培力F=IBL，选项C正确.
答案：C
5.某地的地磁场大约是4.0×10-5 T，一根长为500 m的电线，通入电流强度为10 A的电流，该导线可能受到的安培力为( )
A.0 B.0.1 N
C.0.3 N D.0.4 N
解析：该电线与地磁场恰好垂直放置时，受到的安培力最大，Fm=BIL=4.0×10-5×10×500 N=0.2 N，当IB时，Fmin=0，所以选项A、B正确.
答案：AB
6.如图20所示的天平可用来测定磁感应强度，天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽为L，共N匝，线圈下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面，当线圈中通有电流I时，方向如图，在天平左、右两边各加质量分别为m1、m2的砝码，天平平衡，当电流反向时(大小不变)，右边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡，由此可知( )
图20
A.磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为
B.磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为
C.磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为
D.磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为
解析：如果磁感应强度方向垂直纸面向里，则线圈底边所受安培力方向竖直向下，此时天平平衡，由力矩平衡知：m1gL′=(m2g+NBIL)L′，式中L′为天平力臂，如果将电流改变方向，在右侧再加上m的砝码后又平衡了，则：m1gL′=(m2g+mg-NBIL)·L′，解得B=，故B正确.如果磁场方向垂直纸面向外，第一次平衡：m1gL′=(m2g-NBIL)·L′，第二次平衡：m1gL′=(m2g+mg+NBIL)·L′.
这两方程联立无解，所以正确答案为B.
答案：B
7.在北半球地面上，有一条东西方向水平放置的长直导线，通有从东向西流动的电流，则此通电导线所受地磁场的作用力的方向应是( )
A.向上偏北 B.向下偏南
C.向南 D.向北
解析：在北半球，地磁场的磁场方向应向下偏北，由左手定则，东西方向的导线受到的安培力方向应向下偏南.
答案：B
图21
8.在磁感应强度为B0、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长直通电导线，电流的方向垂直纸面向外.如图21所示，a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中( )
A.b、d两点的磁感应强度大小相等
B.a、b两点的磁感应强度大小相等
C.a点的磁感应强度最小
D.c点的磁感应强度最大
解析：a、b、c、d四点处在匀强磁场B0和通电直导线形成的磁场的叠加场中，各点的磁感应强度为B0和通电直导线在该处产生磁场B′的矢量和.依题意，通电导线在a、b、c、d四点产生的磁感应强度B′大小相等，方向为逆时针，其合场强为Ba=B0-B′，Bc=B0+B′，
Bb=，Bd=.
答案：ACD
