高中物理通电导线在磁场中受到的45分钟测试演练新人教版选修1

1、第四节通电导线在磁场中受到的力建议用时实际用时满分实际得分45分钟100分一、选择题（本题包括9小题，每小题给出的四个 选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项 正确，全部选对的得 6分，选对但不全的得 3分， 有选错或不选的得 0分，共54分）1 .如图1所示，四边形的通电闭合线框abcd处在垂直线框平面的匀强磁 场中，它受到磁场力的4.两根相互垂直的异面通电直导线ab和cd中电流的方向如图4所示，ab在前，cd在后，其中ab固 定不动，cd可自由移动，则松手后 cd的运动情况 是（）A.逆时针转动，同时靠近ab合力（）A,竖直向上B.方向垂直于上C.方向垂直于D.为零2.如图2所示，

2、一个光滑的圆柱 体上，并能自由 移动，当大小不 同的电流按图示 的方向通入线圈ad斜向bc斜向上图1B.逆时针转动，同时远离 abC.顺时针转动，同时靠近 abD.顺时针转动，同时远离 ab5.如图5所示，固定不动的绝缘直导线mnB可以两个完全相同的圆形扁平线圈套在自由移动的矩形线框 。5仃；位于同一平面 内，解与血前边平 行且离看，边较近.当图5导线!，N中通以向上的电流，线框中通以顺时针方中时两线圈的运动情况是 （） 图2A.都绕这个圆柱体转动B.彼此相向平动，且电流大的加速度大C.彼此反向平动，电流大的加速度大D.彼此相向平动，两线圈的加速度大小相等3.如图3所示，一根通有电流的直铜棒

3、TOC o 1-5 h z XX XXXMN用导线挂在磁感厅SC乂 X父X应强度为 B 的匀强磁 脑场中，此时两根悬线:处于张紧状态，下列哪些措施可使悬晒3力为 零（）A.适当增大电流B.使电流反向并适当减小C.保持电流:不变，适当增大 BD.使电流J反向，适当减小 B向的电流时，线框的运动情况是 （）A.向左运动 B.向右运动C.以精为轴转动 D,静止不动I I L . L6. 一个可以自由运动的线圈 Li和一个固定的线圈L2互相绝缘，垂直放置，且两个线圈都通以如图 6所示方向的电流，则 TOC o 1-5 h z 从左向右看，线圈口将（）A.不动卜工 _/B.顺时针转动一C.逆时针转动-D

4、.向纸外平动图67.如图7所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央上方固定一根长直导线，导线与条形磁铁垂直.当导线中通以垂直纸面向里的电流 一-一。一*时，用二N表示磁铁对桌面的压力，二静表示桌面对 1 1磁铁的摩擦力，则导线通电后与通电前受力相比较是（）A. ；n减小）二静=0B. ；n减小）；静寺0D.磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为二、填空题（本题共2小题，共案填到横线上）C.N增大）-静=0D.，n增大，.静woil10.如图10所示，质量为中，flL18.竖直放置的直导线AB与导电圆环的平面垂直且长为L,通有电流为F的导体隔有一小段距离，直导线固定，圆环可以自由运 动，当通以如图

5、 8所示 方向的电流时（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AB8.顺时针转动，同时离开直导线AB -C.逆时针转动，同时靠近直导线ABD.不动.如图9所示的天平可用来测定磁感应强度，天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽为L,共N匝，线圈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 各加质量分别为 m、m的祛码，天 平平衡，当电流反 向时（大小不变）， 右盘再加上质量为 m的祛码后，天平 重新平衡，由此可 知（）棒ab静止在水平导轨上，强磁场磁感应强度为 B,角斜向上，和棒ab垂直,匀其方向与导轨20分，将正确的答ab处于静止状态，则ab受到的摩擦

6、力大小为,方向为受到的支持力为11.如图11所示，把一通电直导线放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以 自由移动，当导线中通以如图所示方向的电流时，导体的运动情况是.图11三、计算题（本题共2题，共26分，答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤， 只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必 须明确写出数值和单位）,方向如图，在天平左右两盘图912.（12分）如图12所示，有一水平放置的圆环线圈, 半径为r,单位长度的质量m=16。.有一圆锥形的磁A.磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为B.磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为C.磁感应强度的方向垂直纸面向外,大小为场，线圈所在位置

7、的磁感应 强度为B= 0.8 T,锥形的顶 角为60。，为使线圈悬浮， 应通以多大的电流？（取g =10 m/s 2）图1213. （18 分）如图13所示，电源电动势E=2 V , r0.5 Q ,竖直导轨宽 L= 0.2 m , 导轨电阻不计.另有一金属棒 ab,质量 m= 0.1 kg ,电阻 R= 0.5 Q ,它与轨道间的动摩擦因 数科=0.4 ,金属棒靠在导轨的 外面.为使金属棒静止不下滑，图13施加一个与纸面夹角为30且方向向里的匀强磁场，g取10 m/s 2.求(1)磁场的方向；(2)磁感应强度B的取值范围.第四节通电导线在磁场中受到的力得分:、选择题题号123456789答案

8、二、填空题10. 11.三、计算题第四节通电导线在磁场中受到的力参考答案 选择题DD解析：用等效法把两个环形电流等效成小磁针，可知其相互吸引，并且两线圈所受合力相同，质量相同，则加速度大小相同，故D选项正确.AC解析：根据左手定则可知通电导线受安培力向上，大小F= BIL,对棒进行受力分析，可知A、C选项正确.C解析：根据电流微元法判断出导线 cd在ab的磁场中受力后会顺时针转动，再利用特 殊位置法，假设 cd转到与ab共面，则根据同向电流相吸引可知，导线cd会向导线ab靠近.B解析：线框中通有电流，ad和bc两导线同时受到通电导线mn的作用力，但由于 ad距mn近，故受到作用力大，故可知B选

9、项正确.C解析：根据同向电流相互吸引，异向电流相互排斥，可判断出从左向右看线圈Li将逆时针转动，或者用等效法将 Li的环形电流等效成小磁针，L2的磁场垂直纸面向里，故 Li将逆时针转动，故 C正确.C解析：如题图所示，画出一条通电电流为I的导线所在处的磁铁的磁感线，电流I处的磁场方向水平向左，由左手定则知，电流:受安培力方向竖直向上.根据牛顿第三定律可知， 电流对磁铁的反作用力方向竖直向下，所以磁铁对桌面压力增大，而桌面对磁铁无摩擦力 作用，故正确答案为 C.C解析：圆环处在通电直导线的磁场中.由右手螺旋定则判断出通电直导线右侧磁场方 向垂直纸面向里，由左手定则判定，水平放置的圆环外侧半圆受安

10、培力方向向上，内侧半 圆所受安培力方向向下， 从左向右看逆时针转.再利用特殊位置法，转到与直导线在同一平 面内时，由于靠近导线一侧的半圆环电流向上，方向与直导线相同，互相吸引，直导线与另一侧半圆环电流反向，相互排斥，但靠近导线的半圆环处B值较大，故F引F斥，对圆环来说合力向左.B解析：如果磁感应强度方向垂直纸面向里，则线圈底边所受安培力方向竖直向下，此 时天平平衡，由力矩平衡知：mgL =(mg+NBIL)L,式中L为天平力臂，如果将电流改变方向，在右侧再加上 m的祛码后又平衡了，则： mgL =(mg+mg- NBIL) L,解得B=2m故B正确.如果磁场方向垂直纸面向外，第一次平衡：mgL

11、 =(mgNBIL)L, TOC o 1-5 h z 第二次平衡：mgL =(mg+m/NBIL)L,这两方程联立无解，所以正确答案为B.| /二、填空题F或BILsin a 水平向右 mg- BILcos a解析：画出ab棒的横截面图，并受力分析如图-14所示，因为棒ab处于静止状态，由水平方向受力平衡可得 Fr = F安sin “= BILsin ”， 图14 方向水平向右.竖直方向上受力平衡得 F安cos a + Fn= mcg则Fn= mg- BILcos a . 1逆时针转动的同时向下运动 解析：根据图15所示的导线所处_的特殊位置利用电流元分析法判断其转动情况.将导线AB从N牙干X

12、S极的中间O分成两段，AO BO段所在处的磁场方向如图所”0再示，由左手定则可判断出 AO段所受安培力方向垂直纸面向外，BO段所受安培力方向垂直纸面向里，因此，从上向下看，ABJJ II 一，绕O点逆时针转动.当导线转过 90。角的特殊位置时，再判断，二二二, 一一一 ，一，一、，、， 其上下运动情况.如图所不，此时，导线受安培力方向向下，图15导线将向下运动.由上述两个特殊位置结合电流元分析法判断可知，当导线不. 。在特殊位置时，所受安培力使AB逆时针转动的同时还要向下运动.二/、计算题12.0.4 A 解析：将圆环线圈分成很多小段，每一小段可以看作一段直线电流，取一小段分析，受力如图16所示，对于圆环整体而言,合安培力大小为 FI= 2 % rBI sin30 =兀2mg=-= 0.4 A.B水平方向上安培力相互抵消了,整个圆环所受rBI.而要使线圈悬浮，有 F= m（g= 2兀rm）g,彳导I图1613.(1)斜向下(2) 3.0 TWBW 16.3 T解析（1）通电导线ab的截面受力分析如图17所示（从图17a端看），由图可知磁场方向斜向下.（