2019_2020学年高中物理第三章磁场第2节磁场对通电导线的作用——安培力练习（含解析）教科版.docx

第2节磁场对通电导线的作用安培力一、单项选择题1在赤道上空，水平放置一根通以由西向东的电流的直导线，则此导线()A受到竖直向上的安培力B受到竖直向下的安培力C受到由南向北的安培力D受到由西向东的安培力解析：赤道上空的地磁场方向是由南向北的，电流方向由西向东，由左手定则判断出导线受到的安培力的方向是竖直向上的，选项A正确答案：A2.在如图所示电路中，电池均相同，当开关S分别置于a、b两处时，导线MM与NN之间的安培力的大小分别为fa、fb，可判断这两段导线()A相互吸引，fafbB相互排斥，fafbC相互吸引，fafb D相互排斥，fafb解析：开关S闭合后，MM、NN中产生平行反向电流，据安培定则和左手定则可知，两导线相互排斥，A、C错开关S置于b处时，两段导线中的电流较大，导线产生较强的磁场，对另一导线产生较大的安培斥力，即fafb，故B错，D对答案：D3.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，方向如图所示过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：根据安培定则判断出c处合磁场方向与ab连线平行，方向向下，由左手定则可知安培力方向向左，故A、B、D错误，C正确答案：C4如图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘线水平吊起通电直导线A.A与螺线管垂直，A导线中电流的方向垂直于纸面向里，开关S闭合后，A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是()A水平向左B水平向右C竖直向下 D竖直向上解析：由安培定则判定通电螺线管上方磁场方向水平向右，再由左手定则判定通电直导线所受安培力的方向是竖直向下，选项C正确答案：C5.一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，当两线圈通以如图所示的电流时，从左向右看，线圈L1将()A不动 B顺时针转动C逆时针转动 D向纸面内平动解析：解法一：利用结论法环形电流I1、I2之间不平行，则必有相对转动，直到两环形电流同向平行为止，据此可得L1的转动方向应是从左向右看线圈L1顺时针转动解法二：等效法把线圈L1等效为小磁针，该小磁针刚好处于环形电流I2的中心，通电后，小磁针的N极应指向该点环形电流I2的磁场方向，由安培定则知L2产生的磁场方向在其中心竖直向上，而L1等效成小磁针后，转动前N极指向纸内，因此应由向纸内转为向上，所以从左向右看，线圈L1顺时针转动答案：B二、多项选择题6一根长为0.2 m、电流为2 A的通电导线，放在磁感应强度为0.5 T的匀强磁场中，受到磁场力的大小可能是()A0.4 NB0.2 NC0.1 N D0解析：当导线与磁场平行时，受到的磁场力为零，当导线与磁场垂直时，FBIl0.520.20.2 N，故选项B、C、D都有可能答案：BCD7图中装置可演示磁场对通电导线的作用电磁铁上、下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨，L是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆当电磁铁线圈两端a、b，导轨两端e、f，分别接到两个不同的直流电源上时，L便在导轨上滑动下列说法正确的是()A若a接正极，b接负极，e接正极，f接负极，则L向右滑动B若a接正极，b接负极，e接负极，f接正极，则L向右滑动C若a接负极，b接正极，e接正极，f接负极，则L向左滑动D若a接负极，b接正极，e接负极，f接正极，则L向左滑动解析：若a接正极，b接负极，则根据安培定则可知线圈之间产生向上的磁场，e接正极，f接负极，L中将通有向外的电流，根据左手定则可知L向左运动，A错；若a接正极，b接负极，则根据安培定则可知线圈之间产生向上的磁场，e接负极，f接正极，L中将通有向里的电流，根据左手定则可知L向右运动，B正确；若a接负极，b接正极，则根据安培定则可知线圈之间产生向下的磁场，e接正极，f接负极，L中将通有向外的电流，根据左手定则可知L向右运动，C错；若a接负极，b接正极，则根据安培定则可知线圈之间产生向下的磁场，e接负极，f接正极，L中将通有向里的电流，根据左手定则可知L向左运动，D正确答案：BD8如图所示，质量为m、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于O、O之间，导线水平并处于匀强磁场中，当导线中通以沿x轴正方向的电流I，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为，则磁感应强度方向和大小可能为()A沿y轴正向，B沿z轴负向，C沿z轴正向，D沿悬线向上，解析：当磁感应强度方向沿y轴正向并且细线拉力为零时，BILmg，B，选项A正确；当磁感应强度方向沿z轴负向时，由共点力的平衡条件可知，BILmgtan ，B，选项B正确；当磁感应强度方向沿z正向或沿悬线向上时，导线不可能平衡，选项C、D错误答案：AB9如图所示，在匀强磁场区域中有一光滑斜面体，在斜面体上放了一根长为L、质量为m的导线，当通以如图方向的电流后，导线恰好能保持静止，则磁感应强度B满足()AB，方向水平向左BB，方向垂直纸面向外CB，方向沿斜面向上DB，方向竖直向下解析：磁场方向水平向左时，安培力竖直向上，与重力平衡，有mgBIL，解得B，故选项A正确；磁场垂直向外时，由于电流与磁场方向平行，故安培力为零，不可能平衡，故选项B错误；方向沿斜面向上，安培力垂直于斜面向上，不可能平衡，故选项C错误；磁场竖直向下时，安培力水平向左，导体棒还受到重力和支持力，根据平衡条件和安培力公式，有mgtan BIL，解得B，故选项D正确答案：AD10在同一光滑斜面上放同一导体棒，如图所示是两种情况的剖面图所处空间有磁感应强度大小相等的匀强磁场，但方向不同，一次垂直斜面向上，另一次竖直向上，两次导体棒A分别通有电流I1和I2，都处于静止平衡已知斜面的倾角为，则()AI1I2cos 1BI1I211C导体棒A所受安培力大小之比F1F2sin cos D斜面对导体棒A的弹力大小之比FN1FN2cos21解析：分别对导体棒受力分析，如图所示，利用平衡条件即可求解第一种情况：F1BI1Lmgsin ，FN1mgcos 解得：I1第二种情况：F2BI2Lmgtan ，FN2解得：I2所以cos ，cos2可见，A、D正确，B、C错误答案：AD三、非选择题11.如图所示，一劲度系数为k的轻质弹簧，下端挂有一匝数为n的矩形线框abcd，bc边长为l，线框的下半部处在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与线框平面垂直，在图中垂直于纸面向里，线框中通以电流I，方向如图所示，开始时线框处于平衡状态现令磁场反向，磁感应强度的大小仍为B，线框达到新的平衡，在此过程中线框位移的大小x为多少？方向如何？解析：两种情况下安培力方向相反，大小均为F安nBIl，则弹簧弹力的改变量为Fkx2nBIl，所以x.开始时安培力向上，后来安培力向下，所以线框位移方向向下答案：向下12.把一根通电的硬直导线ab放在磁场中，导线所在区域的磁感线呈弧形，如图所示导线可以在空中自由移动和转动，导线中的电流方向由a向b.(1)请描述导线的运动情况(2)虚线框内有产生以上弧形磁感线的磁场源，它可能是条形磁铁、蹄形磁铁、通电螺线管、直线电流请你分别按每种可能考虑，大致画出它们的安放位置解析：(1)通电导线a端、b端分别受到的安培力为垂直于纸面向外和垂直于纸面向里，导线会转动(从上向