高中物理 3.4通电导线在磁场中受到的力课时精炼 新人教版选修31.doc

【金版教程】2016年高中物理 3.4通电导线在磁场中受到的力课时精炼 新人教版选修3-112014课标全国卷关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是()a. 安培力的方向可以不垂直于直导线b. 安培力的方向总是垂直于磁场的方向c. 安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关d. 将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半答案：b解析：由左手定则可知，安培力的方向一定与磁场方向和直导线垂直，选项a错、b正确；安培力的大小fbilsin与直导线和磁场方向的夹角有关，选项c错误；将直导线从中点折成直角，假设原来直导线与磁场方向垂直，若折成直角后一段与磁场仍垂直，另一段与磁场平行，则安培力的大小变为原来的一半，若折成直角后，两段都与磁场垂直，则安培力的大小变为原来的，因此安培力大小不一定是原来的一半，选项d错误。2. 如图所示，把轻质导电线圈用绝缘细线悬挂在磁铁n极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面，当线圈内通入如图方向的电流后，则线圈()a. 向左运动 b. 向右运动c. 静止不动 d. 无法确定答案：a解析：解法一：等效法。把通电线圈等效成小磁针。由安培定则，线圈等效成小磁针后，左端是s极，右端是n极，异名磁极相吸引，线圈向左运动。解法二：电流元法。如图所示，取其中的上、下两小段分析，根据其中心对称性线圈所受安培力的合力水平向左，故线圈向左运动。3. 如图所示，台秤上放一光滑平板，其左端固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时台秤的示数为fn1。现在磁铁上方中心偏右位置固定一通电导线，当通以如图所示电流后，台秤的示数为fn2，则下列说法中正确的是()a. fn1fn2，弹簧长度将变长b. fn1fn2，弹簧长度将变短c. fn1fn2，弹簧长度将变长d. fn1fn2，弹簧长度将变短答案：a解析：根据左手定则可以判定导线受到的安培力的方向左偏下，由牛顿第三定律可知，磁铁受到电流的反作用力的方向右偏上，电流对磁铁作用力的竖直分力使磁铁对台秤的压力减小，水平分力使弹簧弹力增大，弹簧长度增大，故选项a正确。4. 有一个轻质柔软的金属弹簧，全长为l0，如图所示。当通入电流i后，弹簧的长度为l，则l与l0的关系为()a. ll0 b. ll0c. ll0 d. 无法判断答案：b解析：本题考查通电导线间的相互作用规律，可有两种思路解答本题。一是据直导线间的相互作用规律判断：相邻导线间的电流方向相同，故应该相互吸引，从而会使弹簧的总长度l变短，ll0。二是应用等效法：环形电流等效成取向一致的小磁针，等效法的思想如图所示：据磁极间的相互作用规律判断出导线环间都应相互吸引，从而有ll0。5. 如图所示，导线框中电流为i，导线框垂直于磁场放置，磁感应强度为b，ab与cd相距为d，则mn所受安培力大小为()a. fibdb. fibdsinc. fd. fibdcos答案：c解析：mn与磁场方向垂直，并且mn的长度为，所以filb。6. 2015温州高二检测如图所示，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，电键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. 竖直向上答案：c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，c对。7. 直导线ab与圆线圈的平面垂直且隔有一小段距离，直导线固定，线圈可以自由运动。当通有如图所示的电流时(同时通电)，从左向右看，线圈将()a. 顺时针转动，同时靠近直导线abb. 顺时针转动，同时离开直导线abc. 逆时针转动，同时靠近直导线abd. 不动答案：c解析：先用安培定则判断出导线ab右侧的磁场方向向里，因此，线圈内侧受力向下，外侧受力向上，从左向右看应逆时针方向转动；在转动过程中，ab与线圈左侧吸引，与线圈右侧排斥，由于线圈左侧离ab较近，则引力大于斥力，所以线圈靠近导线ab。故选项c正确。8. 2012海南高考(多选)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向左滑动答案：bd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。9. 如图所示，两根垂直纸面、平行且固定放置的直导线m和n，通有同向等值电流；沿纸面与直导线m、n等距放置另一根可自由移动的通电导线ab，则通电导线ab在安培力作用下运动的情况是()a. 沿纸面逆时针转动b. 沿纸面顺时针转动c. a端转向纸外，b端转向纸里d. a端转向纸里，b端转向纸外答案：d解析：根据长直导线周围磁场的分布规律和矢量合成法则，可以判断两电流m、n连线上方处磁场方向水平向右，ab上半段所受安培力垂直于纸面向里，两电流m、n连线下方处磁场方向水平向左，ab下半段所受安培力垂直于纸面向外，所以a端转向纸里，b端转向纸外，选项d正确。10. 2014日照期末(多选)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，答案：ab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。11. 如图所示的两条长直导线ab和cd相互垂直，其中ab固定，cd可以以其中心为轴自由转动或平动，彼此相隔一段很小的距离，当分别通以图示方向的电流i时，cd的运动情况是()a. 顺时针方向转动、同时靠近导线abb. 顺时针方向转动、同时离开导线abc. 逆时针方向转动、同时靠近导线abd. 逆时针方向转动、同时离开导线ab答案：c解析：导线ab左边的磁场方向向外，右边的磁场方向向里，所以导线cd左侧所受安培力方向向下，右侧所受安培力方向向上，cd将逆时针转动，当转动90时，cd与ab为平行同向电流，相互吸引，故选项c正确。12. 2015孝感高二检测如图所示，在倾角为37的光滑斜面上有一根长为0.4 m，质量为6102 kg的通电直导线，电流i1 a，方向垂直纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动，整个