通电导线在磁场中受力的典型例题(练习版)

1、典例1:磁场对通电导线的作用力典例1:考察概念。下列关于通电直导线在磁场中受磁场力的说法中，正确的是A 导线所受磁场力的大小只跟磁场的强弱和电流的强弱有关B .导线所受磁场力的方向可以用左手定则来判定C. 导线所受磁场力的方向跟导线中的电流方向、磁场方向都有关系D. 如果导线受到的磁场力为零，导线所在处的磁感应强度一定为零E安培力的方向可以不垂直于直导线F安培力的方向总是垂直于磁场的方向G. 安培力的大小与通电导线和磁场方向的夹角无关H. 将直导线从中折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半典例2 :关于通电导线所受安培力 F的方向，磁场B的方向和电流I的方向之间的关系，下列说法正确的是A.

2、F、B、I三者必须保持相互垂直B. F必须垂直B、I，但B、I可以不相互垂直C. B必须垂直F、I，但F、I可以不相互垂直D. I必须垂直F、B,但F、B可以不相互垂直典例3 :下列各图中，表示磁场方向、电流方向及导线所受安培力方向的相 互关系，其中正确的是（ ）X XXX/-XX/ X- X X XXXXXFX XX/ X X典例4 :如图所示.一边长为L底边，BC的电阻R,是两腰AB、AC的电阻RAB、RAC 的两倍（RBC=2RAB=2RAC ）的正三角形金属框放置在磁感应强度为B的匀强磁场中。若通以图示方向的电流且已知从B端流人的总电流强度为I,则金属框受到的总磁场 力的大小为A 0

3、B BIL-BILC.孑D 2 BIL易错训练：如图所示，导线框中电流为I，导线框垂直于磁场放置，匀强磁场的磁感应强度为B, AB与CD相距为d,则MN所受安培力大小为（）A. F=BId B. F=Bldsin 0 C. F=Bld/sin 0 D . F=Bldcos 0、安培力作用下的运动 常用方法：等效法、电流元法 1、特殊值法2、推论法、转换研究对象法典例1:如图所示，用绝缘细线悬挂一个导线框，导线框是由两同心半圆弧导线和直导 线ab、cd （ab、cd在同一条水平直线上）连接而成的闭合回路，导线框中通有图示方向的电流，处于静止状态。在半圆弧导线的圆心处沿垂直于导线框平面的方向放置一

4、根长直导线P 当P中通以方向向外的电流时典例1图典例2图*A 导线框将向左摆动B 导线框将向右摆动C. 从上往下看，导线框将顺时针转动D. 从上往下看，导线框将逆时针转动典例2 :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I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，同时上升典例3:通电矩形导线框 abed 与无限长通电直导线MN 在同一平面内.电流方向如图所示， ad 边与 MN 平行，若直导线中的顺时针的电流， 关于 MN 的磁

5、场右对线框的作用，下列叙述正确的是:办ti变式训练1图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.线框所受安培力合力向里D.线框所受安培力合力为零变式训练1 :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，指向右边典例4:（单选题）如图4所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在其右上方固定一根与 磁铁垂直的长直导线，若向导线通有方向如图示的电流时，通电后磁铁仍不动，贝V：9S

6、N777/ X7、7圈4A .磁铁对桌面的压力大于磁铁的重力，且磁铁受到向右的摩擦力 B .磁铁对桌面的压力大于磁铁的重力，且磁铁受到向左的摩擦力C. 磁铁对桌面的压力小于磁铁的重力，且磁铁受到向右的摩擦力D. 磁铁对桌面的压力小于磁铁的重力，且磁铁受到向左的摩擦力典例5 : （2014?浙江）如图1，两根光滑平行导轨水平放置，间距为 L,其间有竖直向 下的匀强磁场，磁感应强度为B 垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒从t=0时刻起，棒上有如图2的持续交变电流I、周期为T,最大值为Im,图1中I所示方向为图1图2A. 一直向右移动B. 速度随时间周期性变化C. 受到的安培力随时间周期性变化D.

7、 受到的安培力在一个周期内做正功三、安培力作用下的平衡问题分析典例1:如图所示，质量为 m、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于水平轴 一1上，并处于匀强磁场中。当导线中通以沿 x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B。则磁感应强度的最小值及对应的方向为B. IL , z轴负向D 二 ，沿悬线向上c.先减小后增大D .先增大后减小c.先减小后增大D .先增大后减小典例2 :如图所示，金属细棒质量为 m，用两根相同轻弹簧吊放在水平方向的匀强磁场X X X XX X XTx XXBX中，弹簧的劲度系数为 k,棒ab中通有稳恒电流，棒处于平衡，并且弹簧的弹力恰好为零.右电流大小不变而

8、方向相反，贝IJA 每根弹簧弹力的大小为 mgB 每根弹簧弹力的大小为 2mgC .弹簧形变量为mg/kD .弹簧形变量为2mg/k典例3:如图所示，在倾角为a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.当导体棒中的电流I垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上， 可加一平行于纸面的匀强磁场， 当外加匀强磁场 的磁感应强度B的方向由垂直斜面向上沿逆时针转至水平向左的过程中，下列关于B的大小变化的说法中，正确的是（）A 逐渐增大B 逐渐减小c.先减小后增大D .先增大后减小变式训练：(单选题)如图所示，在倾角为 a的光滑斜面上，垂直纸面放置一根直导 体棒，在导体棒中通有垂直纸面向里的

9、电流，图中a点在导体棒正下方，b点与导体棒的连线与斜面垂直，c点在a点左侧，d点在b点右侧。现欲使导体棒静止在斜面上，A 在a处放置一电流方向垂直纸面向里的直导体棒B 在b处放置一电流方向垂直纸面向里的直导体棒C.在c处放置一电流方向垂直纸面向里的直导体棒D.在d处放置一电流方向垂直纸面向里的直导体棒:典例4 :如图所示，质量为m=0.04kg 的导电细杆ab置于倾角为9=30 °的平 行放置的导轨上，导轨宽为d=0.4m ,细杆ab与导轨垂直，导轨所在区域存 在垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度为B=1T ,已知电源电动势E=1.5V ,内阻r=0.2 Q,导轨和细杆的电阻均忽

10、略不计(g取10m/s 2) (1 )若导轨光滑，为保证释放细杆后ab保持静止不动，则滑动变阻器接入 电路的阻值是多大？(2)若导轨粗糙，且与细杆的动摩擦因数尸v3/6，为保证释放细杆后ab仍保持静止不动，则通过细杆的电流范围是多少？（已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力）变式训练1 :如图所示，PQ和MN为水平放置的光滑的平行金属导轨，间距为l=1.0m，导体棒ab垂直跨放在导轨上，棒的质量为m=2kg，棒的中点用细绳经轻滑轮与质量为M=0.2kg的物体相连，物体 M放在倾角为B =30。的固定的斜面上，与 M连接的轻绳与 斜面平行。整个装置区域存在一个方向与导体棒垂直且与水平面的夹角a=53o斜

11、向左上方的匀强磁场，重力加速度 g取10m/s2。变式训练1:若磁感应强度B=0.5T，物块M匹二T与斜面之间的动摩擦因素-,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，要保持导体棒ab静止不动，应该在棒中通入电流的范围？电流的方向如何？（工二匕财二：上）变式训练2:（ 15分）如图所示，PQ和MN为水平放置的平行金属导轨， 间距为l=1.0m , 导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量为m=20g，棒的中点用细绳经轻滑轮与物体 c相连, 物体c的质量M=30g。在垂直导轨平面方向存在磁感应强度 B=0.2T的匀强磁场，磁场 方向竖直向上，重力加速度 g取10m/s2。I B;1cWn（1 ）若导轨是光滑的，为了

12、使物体c能保持静止，应该在棒中通入多大的电流？电流的方向如何?（2）若导轨是粗糙的，且导体棒与导轨间的最大静摩擦力为导体棒ab重力的0.5倍,若要保持物体c静止不动，应该在棒中通入多大的电流？电流的方向如何？四：安培力的应用典例1 :电磁炮的基本原理如图所示，把待发射的炮弹（导体）放置在强磁场中的两条平行导轨（导轨与水平方向成a角）上，磁场方向和导轨平面垂直，若给导轨以很大的电流I,使用权炮弹作为一个载流导体在磁场的作用下，沿导轨作加速运动，以某一速度发射出去，已知匀强磁场的磁感应强度为B,两导轨间的距离为L,磁场中导轨的长 度为S，炮弹的质量为m，炮弹和导轨间摩擦以及炮弹本身的长度均不计，试

13、求炮弹离3开炮口时的速度.变式训练1 :根据磁场对电流会产生作用力的原理，人们研制出一种新型的发射炮弹的 装置一一电磁炮，其原理如图所示：把待发炮弹（导体）放置在强磁场中的两平行导轨 上，给导轨通以大电流，使炮弹作为一个通电导体在磁场作用下沿导轨加速运动，并以 某一速度发射出去。现要提高电磁炮的发射速度，你认为下列方案在理论上可行的是 A 增大磁感应强度B的值B 增大电流I的值C 减小磁感应强度B的值D.改变磁感应强度 B的方向，使之与炮弹前进方向平行R1JX-IJILSp典例2 :如图所示为一电流表的原理示意图。 质量为m的均质细金属棒MN的中点处通 过一挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连，绝缘弹簧

14、劲度系数为k.在矩形区域abed内有匀强磁场，磁感应强度大小为 B,方向垂直纸面向外。与MN的右端N连接的一绝缘轻指针 可指示标尺上的读数， MN的长度大于丄。当MN中没有电流通过且处于平衡状态时，MN与矩形区域的cd边重合；当MN中有电流通过时，指针示数可表示电流强度。1)当电流表示数为零时，弹簧伸长多少？(重力加速度为g)(2)若要电流表正常工作， MN的哪一端应与电源正极相接?若k = 2.0N/m，汁 =0.20m，二=0.050m , B = 0.20T ,此电流表的量程是多少？(不 计通电时电流产生的磁场的作用 ) (4)若将量程扩大2倍，磁感应强度应变为多大?典例4:图中虚线框内存在一沿水平方向、 且与纸面垂直的匀强磁场。 现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。所用部分器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长； E为直流电源；R为电阻箱；A为电流 表；S为开关。此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。* !"托盘（