由此可知，外加的磁场方向与PQ平行，且由Q指向P，即竖直向上，依据几何关系，及三角知识，则有
B1?3B0
故A正确，BCD错误。 故选A。
11．如图所示，三根长直导线通电电流大小相同，通电方向为b导线和d导线垂直纸面向里，c导线向纸外，a点为bd的中点，ac垂直bd，且ab=ad=ac．则a点磁感应强度的方向为：（ ）
A．垂直纸面指向纸外 B．垂直纸面指向纸里 C．沿纸面由d指向b D．沿纸面由a指向c 【答案】C 【解析】 【详解】
用右手螺旋定则判断直导线产生的磁场方向，导线b在点a处的磁场方向竖直向下，导线d在点a处的磁场方向竖直向上，导线c在点a处的磁场方向水平向左，由于导线中电流相等且点a到三根导线距离相等，三个磁场大小相等，因此合成后的磁场方向向左，故C项正确，ABD错误。 故选C．
12．已知在电流为I的长直导线产生的磁场中，距导线r处的磁感应强度大小为B=k
I，其r中k为常量。现有四根平行的通电长直导线，其横截面恰好在一个边长为L的正方形的四
个顶点上，电流方向如图。其中a、c导线中的电流大小为I1，b、d导线中的电流大小为I2，已知此时b导线所受的安培力恰好为零。撤去b导线，在O处固定一长度为L、电流为I的通电导体棒e，电流方向垂直纸面向外，则下列说法正确的是（ ）
A．b导线撤去前，电流的大小关系为I2=2I1 B．b导线撤去前，四根导线所受的安培力均为零
C．b导线撤去后，导体棒e所受安培力方向为沿y轴负方向 D．b导线撤去后，导体棒e所受安培力大小为22kII2 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
b导线撤去前，各导线受力如图所示
A．由题意可知
Fdb?2Fab
即
k得
I2II2L?2k1I2L
L2LI2?2I1
故A错误；
B．导线a所受的合力为
I2I1I1222kI1L?kI1L?22kI1?k?0 L2L2故B错误；
CD．导线b撤去后，导线a、e间的磁场力与c、e间的磁场力大小相等，方向相反，合力为0，导线d、e为同方向电流相互吸引，即导体棒e所受安培力方向为沿y轴负方向，大小为
Fe?k故C正确，D错误。 故选C。
I2IL?2kI2I 2L2
13．已知无限长的直线电流磁场的磁感应强度的大小跟电流强度I成正比，跟离开导线的距离r成反比，即B?kI（k>0）。如图所示，三根无限长的通电直导线M、N、P都垂直r纸面放置，构成一个直角三角形，∠N=90°，∠P=30°，O为MP边中点。三根导线中电流大小相同，方向如图。则O点磁场方向应为（ ）
A．A方向 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
B．E方向 C．C方向 D．D方向
ABCD．由安培定则判断通电直导线产生的磁场方向，可知M、P在O点产生的磁场方向都过O点且垂直于MP向下；N在O点产生的磁场方向过O点垂直于NO向上。再把它们矢量求和，方向沿OC方向，ABD错误，C正确。 故选C。
14．如图所示，在平面直角坐标系xOy中，Oy竖直向下，Ox水平。在第一象限（空间足够大）存在垂直平面向外的磁场区域，磁感应强度沿y轴正方向不变，沿x轴正方向按照B?kx（k?0且为已知常数）规律变化。一个质量为m、边长为L的正方形导线框，电阻为R，初始时一边与x轴重合，一边与y轴重合。将导线框以速度v0沿x轴正方向抛出，整个运动过程中导线框的两邻边分别平行两个坐标轴。从导线框开始运动到速度恰好竖直向下的过程中，导线框下落高度为h，重力加速度为g，则在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．导线框受到的安培力总是与运动方向相反 B．导线框下落高度为h时的速度为2gh C．整个过程中导线框中产生的热量为mgh?12mv0 2mRv0 k2L4D．导线框速度恰好竖直向下时左边框的横坐标为x?【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】
A．根据右手定则可知，线框将产生顺时针方向的电流，根据左手定则可知左边框产生方向向右的安培力，右边框产生方向向左的安培力，上边框产生方向向下的安培力，下边框产生方向向上的安培力，再根据磁场的分布规律可知左边框产生的安培力小于右边框产生的安培力，上、下边框产生的安培力大小相等，可知导线框受到向左的安培力的作用，即沿x轴负方向的安培力作用，而不是与运动方向相反，故A错误；
B．导线框在竖直方向所受安培力的合力为零，可知导线框在竖直方向做自由落体运动，下落高度为h时的速度满足运动学关系
v2?h 2g可得
v?2gh
故B正确；
C．当导线框速度恰好竖直向下时，说明导线框在水平方向速度减小为零，又导线框在竖直方向所受合力与重力大小相等，即导线框在竖直方向满足机械能守恒，所以下落过程中导
线框中产生的热量大小等于水平方向动能的损失，大小为
12
mv0，故C错误； 2
D．设导线框在时间t时的水平分速度大小为v，水平位移为x，则在此时刻导线框产生感应电动势大小为
e?B右Lv?B左Lv?k(x?L)Lv?kxLv?kL2v
导线框内的感应电流大小为
ekL2v i??RR所以导线框受到安培力的大小为
k2L4v F?B右iL?B左iL?kL?iL?R又根据
??Ft?0?mv0
可得
k2L4vk2L4x?Rt?R?mv0
导线框速度恰好竖直向下时左边框的横坐标为
x?故D正确。
mRv024 kL
15．某电磁弹射装置的简化模型如图所示，线圈固定在水平放置的光滑绝缘杆上，将金属环放在线圈左侧。闭合开关时金属环被弹射出去，若（ ）
A．从右向左看，金属环中感应电流沿逆时针方向 B．将电源正负极调换，闭合开关时金属环将向右运动 C．将金属环放置在线圈右侧，闭合开关时金属环将向右运动 D．金属环不闭合，则闭合开关时金属环不会产生感应电动势 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】
A．闭合开关后，由右手定则可知螺线管的左边为N极，故穿过圆环的磁场方向向左，由于圆环中磁通量变大，由楞次定律可知，圆环中感应电流的磁场方向向右，故从右向左看，圆环中电流方向为逆时针，故A正确；
江苏省常州市14校联盟物理第十三章 电磁感应与电磁波精选测试卷专题练习
