2012高中物理 3.4 磁场对通电导线的作用力同步练习 新人教版选修3-1

用心 爱心 专心 1 磁场对通电导线的作用力同步练习磁场对通电导线的作用力同步练习 1 09 广东文科基础 如图所示 电流强度为 I 的一段通电直导线处于匀强磁场中 受到的 安培力为 F 图中正确标志 I 和 F 方向的是 解析 安培力的方向与电流方向和磁场方向都垂直 且满足左手定则 答案 A 2 关于通电直导线所受的安培力 F 磁感应强度 B 和电流 I 三者方向之间的关系 下列说法 中正确的是 B A F B I 的三者必定均相互垂直 B F 必定垂直于 B I 但 B 不一定垂直于 I C B 必定垂直于 F I 但 F 不一定垂直于 I D I 必定垂直于 F B 但 F 不一定垂直于 B 2 2009 年海南物理 一根容易形变的弹性导线 两端固定 导线中通有电流 方向如图中 箭头所示 当没有磁场时 导线呈直线状态 当分别加上方向竖直向上 水平向右或垂 直于纸面向外的匀强磁场时 描述导线状态的四个图示中正确的是 解析解析 匀强磁场竖直向上 和导线平行 导线受到安培力为 0 A 错 匀强磁场水平向右 根据左手定则可知导线受到安培力向里 B 错 匀强磁场垂直纸面向外 由左手定则可知导 线受到安培力水平向右 C 错 D 对 答案答案 D 3 如图所示 把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方 导线可以自由 移动 当导线通过图示方向电流 时 导线的运动情况是 从上往下看 A 顺时针方向转动 同时下降 B 顺时针方向转动 同时上升 C 逆时针方向转动 同时下降 D 逆时针方向转动 同时上升 解析解析 根据蹄形磁铁磁感线分布和左手定则可判断A端受垂直纸面向 里的安培力 B端受垂直纸面向外的安培力 故导线逆时针转动 假设导线自图示位置转过 90 由左手定则可知 导线AB受竖直向下安培力作用 导线下降 故导线在逆时针转动 的同时向下运动 所以本题答案应选 C 通电导体在安培力作用下的运动及其分析方法 通电导体和通电线圈 在安碚力作用下的运动方向问题 有下列几种定性分析 方法 1 电流元法 即把整段电流等效为多段直线电流元 先用左手定则判断出每小段 电流元所受安培力的方向 从而判断出整段电流所受合力的方向 最后确定运动方 向 2 特殊位置法 把电流或磁铁转到一个便于分析的特殊位置后再判断安培力方向 从而 用心 爱心 专心 2 确定运动方向 3 等效法 环形电流和通电螺线管都可以等效成条形磁铁 条形磁铁也可等效成环形电 流或通电螺线管 通电螺线管也可以等效成很多匝的环形电流来分析 4 利用现成结论 两电流相互平行时无转动趋势 同向电流相互吸引 反向电流相互排 斥 两电流不平行时 有转动到相互平行且电流方向相同的趋势 4 如图所示 在蹄形磁铁的上方放置一个可以自由运动的通电线圈 abcd 最初线圈平面与 蹄形磁铁处于同一竖直面内 则通电线圈运动的情况是 B A ab 边转向纸外 cd 边转向纸里 同时向下运动 B ab 边转向纸里 cd 边转向纸外 同时向下运动 C ab 边转向纸外 cd 边转向纸里 同时向上运动 D ab 边转向纸里 cd 边转向纸外 同时向上运动 5 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绳水 平吊起通电直导线 A A 与螺线管垂直 A 导线中的电流方向垂直纸面向里 开 关 S 闭合 A 受到通电螺线管磁场的作用力的方向是 D A 水平向左 B 水平向右 C 竖直向下 D 竖直向上 6 如图所示 一根通有电流 I 的直铜棒 MN 用导线挂在磁感应强度为 B 的匀强磁 场中 此时两根悬线处于紧张状态 下列哪些措施可使悬线中张力为零 AC A 适当增大电流 B 使电流反向并适当减小 C 保持电流 I 不变 适当增大 B D 使电流 I 反向 适当减小 7 00 上海 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 受到的磁场力 大小变为 F2 则此时 b 受到的磁场力大小变为 A A F2 B F1 F2 C F1 F2 D 2F1 F2 8 98 通电矩形导线框 abcd 与无限长通电直导线 MN 在同一平面内 电流方向如图所示 ab 边与 NM 平行 关于 MN 的磁场对线框的作用 下列叙述正确的是 BC A 线框有两条边所受的安培力方向相同 B 线框有两条边所受的安培力大小相同 C 线框所受安培力的合力朝左 D cd 所受安培力对 ab 边的力矩不为零 9 两条导线AB和CD互相垂直 如图所示 其中的AB固定 CD可自由活动 两者相隔 一小段距离 当两条导线分别通以图示方向的电流时 垂直纸面向里看导线CD将 B A 顺时针方向转动 同时靠近AB B 逆时针方向转动 同时靠近AB C 顺时外方向转动 同时远离AB D 逆时针方向转动 同时远离AB 10 09 宁夏卷 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 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 用心 爱心 专心 3 C 与ab边垂直 指向左边 D 与ab边垂直 指向右边 解析解析 本题考查了左手定则的应用 导线a在c处产生的磁场方向由安培定则可判断 即垂直ac向左 同理导线b在c处产生的磁场方向垂直bc向下 则由平行四边形定则 过 c点的合场方向平行于ab 根据左手定则可判断导线c受到的安培力垂直ab边 指向左边 答案 C 11 10 上海物理 如图 长为2l的直导线拆成边长相等 夹角为60o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 解析 解析 导线有效长度为 2lsin30 l 所以该 V 形通电导线收到的安培力大小为BIl 选 C 本题考查安培力大小的计算 12 2009 年全国卷 如图 一段导线abcd位于磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中 且与 磁场方向 垂直于纸面向里 垂直 线段ab bc和cd的长度均为 L 且 abc bcd 1350 流经导线的电流为 I 方向如图中箭头所示 导线段abcd所受到的磁场 的作用力的合力 方向沿纸面向上 大小为 21 IBL 方向沿纸面向上 大小为 21 IBL 方向沿纸面向下 大小为 21 IBL 方向沿纸面向下 大小为 21 IBL 解析 该导线可以用 a 和 d 之间的直导线长为 21 L 来等效代替 根据FBIl 可知大 小为 21 BIL 方向根据左手定则 A 正确 答案 A 13 0613 06 广东大综广东大综 29 29 如图所示 在倾角为 的光滑斜面上 垂直纸面放置一根长为L 质 量为m的直导体棒 在导体棒中的电流I垂直纸面向里时 欲使导体棒静止在斜面上 下 列外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向正确是 A B m sin IL g 方向垂直斜面向上 B B m sin IL g 方向垂直斜面向下 C B mg cos IL 方向垂直斜面向下 用心 爱心 专心 4 D B mg cos IL 方向垂直斜面向上 解析 若磁场方向垂直斜面向上 由左手定则可判定 安培力方向 沿斜面向上 则杆受竖直向下的重力mg 斜面对杆的支持力FN和沿 斜面向上的安培力F 如图所示 则 sin cos IL 而F IlB 所 以B mg mg F 故 A 对 D 错 若磁场方向垂直斜面向下 由左手定则 可判定 安培力方向沿斜面向下 因斜面光滑 杆不可能静止在斜面 上 故 B C 错 答案 A 备考提示 本题涉及安培力 力的平衡知识 考查考生运用所学知识综合分析问题的能 力 14 0614 06上上海物理卷海物理卷 2A 2A 如图所示 同一平面内有两根互相平行的长直导线1和2 通有大小相等 方向相反的电流 a b两点与两导线共面 a点在两导线的中 间与两导线的距离均为r b点在导线2右侧 与导线2的距离也为r 现测得a 点磁感应强度的大小为B 则去掉导线1后 b点的磁感应强度大小为 方向 答案 2 B 垂直两导线所在平面向外 解析 根据安培定则可知 1 2 两导线在 a 点的磁感应强度大小相等 方向相同 都为 2 B 而 2 导线在 a b 两处的磁感应强度等大反向 故去掉导线 1 后 b 点的 磁感应强度大小为 2 B 方向垂直两导线所在平面向外 备考提示 考查电流的磁场 磁感应强度 磁场的叠加时容易将方向弄错 易将安培定 则与左手定则混淆 复习过程中应注意加强 另外 矢量的叠加观点是贯穿 高中的重要思想方法 也是高考的重点 15 一只电压表读数偏小 为纠正这一偏差 可以采取的措施是 C A 减少表头线圈的匝数 B 增大表内的串联电阻 C 增强表头的永久磁铁的磁性 D 转紧表内的螺旋弹簧 16 质量为 0 5 的金属杆在相距 1m 的水平轨道上与轨道垂直放置 金属杆上通以 I 4A 的 恒定电流 如图所示 匀强磁场 B 垂直轨道平面 金属杆与轨道间动摩擦因数为 0 2 求当金属杆匀速运动时匀强磁场的磁感应强度 B 的大小 0 25T 用心 爱心 专心 5 17 有一金属棒 ab 质量为 m 电阻不计 可在两条轨道上滑动 如图所 示 轨道间距为 L 其平面与水平面的夹角为 置于垂直于轨道平面向 上的匀强磁场中 磁感应强度为 B 金属棒与轨道的最大静磨擦力为其所 受重力的 k 倍 回路中电源电动势为 E 内阻不计 问 滑动变阻器 R 调 节在什么阻值范围内