第七讲 磁场对通电导线的作用力.doc

第七节 磁场对通电导线的作用力【知识要点】 1安培力的大小和方向如何确定 2通电导线在安培力作用下运动情况的判定的方法有哪些? 3安培力作用下导线受力运动问题的处理步骤是怎样的?IB300 【典型例题】# 例1. 如图所示 已知：B=0.4T，l=0.2m， I=10A，=300，求：F的大小和方向AB例2. 如图所示，一根长度为L，质量为m的导线AB，用软导线悬挂在方向水平的磁感强度为B的匀强磁场中，现要使悬线张力为零，则AB导线通电方向怎样？电流强度是多大？例3. 铜棒质量为0.1Kg，静卧于相距为8cm的水导轨上，二者间的动摩擦因数为0.5，现从一轨道载送5A的电流至另一轨道，欲使铜棒滑动，两轨道间所加的匀强电场的磁感强度的最小值为多少？* 例4. 倾角为的光滑斜面上，水平放一导体棒a，整个装置处于匀强磁场B中，如图所示，今在导体棒a中通以垂直纸面向里的电流I ， （1）导体受的力沿斜面向上，则磁场方向应怎样？（2）若要求导体能静止在斜面上，则所加磁场的最小值为多大？（3）若要求导体静止且对斜面的压力为零，则所加的磁场的磁感强度B为多大？方向如何？例5. 试用电流的磁场及磁场对电流的作用力的原理，证明通有同向电流的导线相互吸引，通有异向电流的导线相互推斥力*例6. 如图所示，质量为的导体棒AB静止在水平导轨上，导轨宽度为，已知电源的电动势为，内阻为，导体棒的电阻为，其余接触电阻不计，磁场方向垂直导体棒斜向上与水平面的夹角为，磁感应强度为，求轨道对导体棒的支持力和摩擦力【小试锋芒】# 1关于安培力的说法中正确的是( ) A. 通电导线在磁场中一定受安培力的作用 B. 安培力的大小与磁感应强度成正比，与电流成正比，而与其他量无关 C. 安培力的方向总是垂直于磁场和通电导线所构成的平面D. 安培力的方向不一定垂直于通电直导线2下图所示的四种情况，通电导体均置于匀强磁场中，其中通电导线不受安培力的是( )3如图所示，一根质量为m的金属棒AC用软线悬挂在磁感强度为B的匀强磁场中，通入AC方向的电流时，悬线张力不为零，欲使悬线张力为零，可以采用的办法是( )A. 不改变电流和磁场方向，适当增大电流B. 只改变电流方向，并适当减小电流C. 不改变磁场和电流方向，适当减小磁感强度D. 同时改变磁场方向，并适当增大磁感强度4如下图所示，一位于xy平面内的矩形通电线圈只能绕ox轴转动，线圈的四个边分别与x、y轴平行，线圈中电流方向如图，当空间加上如下所述的哪种磁场时，线圈会转动起来？( )A. 方向沿x轴的恒定磁场B. 方向沿y轴的恒定磁场C. 方向沿z轴的恒定磁场D. 方向沿z轴的变化磁场5一根长直导线穿过载流金属环中心且垂直与金属环的平面，导线和环中的电流方向如图所示，那么金属环受的力：( )A.等于零B.沿着环半径向外C.向左D.向右* 6如图所示的天平可用来测定磁感应强度B.天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽为L，共N匝，线圈的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(方向如图)时，在天平左、右两边加上质量各为m、m的砝码，天平平衡.当电流反向(大小不变)时，右边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡.由此可知( ) A方向垂直纸面向里，大小为(m-m)g/NI LBB的方向垂直纸面向里，大小为mg/2NI LCB的方向垂直纸面向外，大小为(m-m)g/NI LDB的方向垂直纸面向外，大小为mg/2NI L7如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则( ) A. 磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用 B. 磁铁对桌面压力减小，受到桌面的摩擦力作用 C. 磁铁对桌面压力增大，不受桌面的摩擦力作用D. 磁铁对桌面压力增大，受到桌面的摩擦力作用8如图所示，两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同、方向相反的电流，a受到的磁场力大小为F1当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到磁场力大小变为F2，则此时b受到的磁场力大小变为( )A.F2 B.F1-F2C.F1+F2D.2F1-F29.如图所示，长为L的导线AB放在相互平行的金属导轨上，导轨宽度为d，通过的电流为I，垂直于纸面的匀强磁场的磁感应强度为B，则AB所受的磁场力的大小为( )ABIL BBIdcos CBId/sin DBIdsin10在两个倾角均为的光滑斜面上，放有一个相同的金属棒，分别通以电流I1和I2，磁场的磁感应强度大小相同，方向如图中(a)、(b)所示，两金属棒均处于平衡状态，则两种情况下的电流强度的比值I1：I2为多少？11在磁感应强度B0.3T的匀强磁场中，放置一根长10cm的直导线，导线中通过I2A的电流.求以下情况，导线所受的安培力：(1)导线和磁场方向垂直；(2)导线和磁场方向的夹角为30；(3)导线和磁场方向平行.【大显身手】# 1下列关于磁感应强度大小的方法中，正确的是（ ） A通电导线受安培力大的地方磁感应强度一定大 B磁感线的指向就是磁感应强度减小的方向 C放在匀强磁场中各处的通电导线、受力大小和方向处处相同 D磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关2、下列说法中，正确的是（ ） A电荷处在电场强度为零的地方，受到的电场力一定为零 B一小段通电导线放在磁感应强度为零的地方，受到的磁场力一定为零 C电荷在某处不受电场力作用，则该处电场强度为零 D一小段通电导线在某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零3关于磁感应强度B，下列说法中正确的是（ ） A磁场中某点B的大小，跟放在该点的试探电流元的情况有关 B磁场中某点B的方向，跟该点处试探电流元所受磁场力方向一致 C在磁场中某点试探电流元不受磁场力作用时，该点B值大小为零 D在磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大4在赤道上空，水平放置一根通以由西向东电流的直导线，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5如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直。给导线通以垂直纸面向里的电流，用N表示磁铁对桌面的压力，用f表示桌面对磁铁的摩擦力，导线中通电后与通电前相比较（ ） AN减小，BN减小， CN增大，DN增大，6如图所示，两个完全相同的线圈套在一水平光滑绝缘圆柱上，且能自由移动，若线圈内通以大小不等的同向电流，则它们运动的情况是（ ） A都绕圆柱转动B以不等的加速度相向运动 C以相等的加速度相向运动 D以相等的加速度相背运动* 7如图所示，接通开关S的瞬间，用丝线悬挂于一点，可自由转动的通电直导线AB将（ ） AA端向上，B端向下，悬线张力不变BA端向下，B端向上，悬线张力不变 CA端向纸外，B端向纸内，悬线张力变小DA端向纸内，B端向纸外，悬线张力变大8在水平匀强磁场中，用两根相同的细绳水平悬挂粗细均匀的直导线MN，导线中通以从M到N的电流I，此时绳子受力都是F，为使F=0，可采用下列方法中的（ ） A把电流增大到某一值B把电流减小到某一值 C使电流I反向D使磁场B反向* 9. 如图所示，在倾角为的光滑斜面上，放置一根长度为L，质量为m，通电电流为I的导线，若要使导线静止，应该在斜面上施加匀强磁场B的大小和方向为（ ） A，方向垂直于斜面向下B，方向垂直于水平面向上 C，方向竖直向下D，方向水平向右10如图所示，其中（a）（b）图已知导线中电流和其所受磁场力的方向，试在图中标出磁场方向。（c）（d）（e）图已知磁场和它对电流作用力的方向，试在图中标出电流方向或电源的正、负极。11、画出图中导线棒ab所受的磁场力方向：12在匀强磁场中有一段5cm的导线和磁场垂直。当导线通过的电流是1A时，受磁场的作用力是0.5N，那么磁感应强度B= T；现将导线长度增大为原来的3倍，通过电流减小为原来的一半，那么磁感应强度B= T，导线受到的安培力F= N。13如图所示，竖直向上的匀强磁场B=0.4T，一段长1m的通电导线放在磁场中,导线与水平方向的夹角为，导线中电流I=0.5A,则导线受安培力大小为 N。（）14如图所示，将U形导轨以倾角斜放在匀强磁场中，磁感应强度为B，方向竖直向上。现将一光滑的金属棒水平放在导轨上，且已知棒质量为m，棒的电阻为R，导轨宽度为L，其电阻忽略不