1、第4节 磁场对通电导线的作用力同步练习一、单项选择题1如图所示，长为2l的直导线折成边长相等，夹角为60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()A0B0.5BIlCBIl D2BIl2如图所示，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，它受到磁场力的合力()A竖直向上B方向垂直于ad斜向上C方向垂直于bc斜向上D为零3如图所示，一根有质量的金属棒MN，两端用细软导线连接后悬于a、b两点，棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N，此时悬线上有拉力，为了使拉
2、力等于零，可以()A适当减小磁感应强度B使磁场反向C适当增大电流D使电流反向4如图所示，放在台秤上的条形磁铁两极未知，为了探明磁铁的极性，在它中央的正上方固定一导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则()A如果台秤的示数增大，说明磁铁左端是N极B如果台秤的示数增大，说明磁铁右端是N极C无论如何台秤的示数都不可能变化D以上说法都不正确5如图所示为两根互相平行的通电导线a、b的横截面图，a、b的电流方向已在图中标出那么导线a中电流产生的磁场的磁感线环绕方向及导线b所受的磁场力的方向应分别()A磁感线顺时针方向，磁场力向左B磁感线顺时针方向，磁场力向右C磁感线逆时针方向，磁场力向左D磁
3、感线逆时针方向，磁场力向右6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()A水平向左 B水平向右C竖直向下 D竖直向上7如图所示，质量m0.5 kg、长L1 m的通电导体棒在安培力作用下静止在倾角为37的光滑绝缘框架上，磁场方向垂直于框架向下(磁场范围足够大)，右侧回路电源电动势E8 V，内电阻r1 ，额定功率为8 W、额定电压为4 V的电动机正常工作，(g10 m/s2)则()A回路总电流为2 AB电动机的额定电流为4 AC流经导体棒的电流为4 AD磁感
4、应强度的大小为1.5 T8如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为.如果仅改变下列某一个条件，角的相应变化情况是()A棒中的电流变大，角变大B两悬线等长变短，角变小C金属棒质量变大，角变大D磁感应强度变大，角变小9如图所示，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时，用FN表示磁铁对桌面的压力，F静表示桌面对磁铁的摩擦力，则导线通电后与通电前受力相比较是()AFN减小，F静0BFN减小，F静0CFN增大，F静0DFN增大，F静0二、多项选择题
5、10.实验室经常使用的电流表是磁电式电流表这种电流表的构造如图甲所示蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的若线圈中通以如图乙所示的电流，则下列说法中正确的是()A在量程内指针转至任一角度，线圈平面都跟磁感线平行B线圈转动时，螺旋弹簧被扭动，阻碍线圈转动C当线圈在如图乙所示的位置时，b端受到的安培力方向向上D当线圈在如图乙所示的位置时，安培力的作用使线圈沿顺时针方向转动11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MN平行关于MN的磁场对线框的作用，下列叙述正确的是()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
6、合力向左D线框将绕MN转动12如图所示，一根通电的直导线放在倾斜的粗糙导轨上，置于图示方向的匀强磁场中，处于静止状态现增大电流，导体棒仍静止，则在增大电流过程中，导体棒受到的摩擦力的大小变化情况可能是()A一直增大B先减小后增大C先增大后减小 D始终为零三、非选择题13如图所示，质量为m，长为L，通有电流为I的导体棒ab静止在水平导轨上，匀强磁场磁感应强度为B，其方向与导轨平面成角斜向上且和棒ab垂直，ab处于静止状态，则ab受到的摩擦力大小为_，方向为_，受到的支持力为_14如图所示，PQ和MN为水平、平行放置的金属导轨，相距1 m，导体棒ab跨放在导轨上，导体棒的质量m0.2 kg，导体棒
7、的中点用细绳经滑轮与物体相连，物体质量M0.3 kg，导体棒与导轨间的动摩擦因数0.5.匀强磁场的磁感应强度B2 T，方向竖直向下，为了使物体匀速上升，应在导体棒中通入多大的电流？方向如何？解析：为了使物体匀速上升，导体棒所受安培力方向应向左，由左手定则可知，导体棒中的电流方向应为ab.由平衡条件得：BILMgmg解得：I2 A.答案：2 A方向ab15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，整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4 T，方向竖直向上的磁场中，设t0，B0，则需要多长时间
8、斜面对导线的支持力为零？(g取10 m/s2)解析：支持力为0时导线的受力如图所示，由平衡条件得：F安 N0.8 N由F安BIL得B T2 T由B0.4t得t s5 s.答案：5 s16如图所示，电源电动势E2 V，r0.5 ，竖直导轨宽L0.2 m，导轨电阻不计另有一金属棒ab，质量m0.1 kg，电阻R0.5 ，它与轨道间的动摩擦因数0.4，金属棒靠在导轨的外面为使金属棒静止不下滑，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/s2.求：(1)磁场的方向；(2)磁感应强度B的取值范围第4节 磁场对通电导线的作用力同步练习答案1.C V形通电导线的等效长度为图中虚线部分，所以F
9、BIl，故选C.2D由题意可知abcd中电流组成一个封闭的电流，其有效长度为零，所以线框abcd所受安培力的合力为零，选项D正确3C为使悬线拉力为零，安培力的方向必须向上且增大才能与重力平衡，即合力为零，由左手定则可知，A、B、D错误，C正确4.A. 如果台秤的示数增大，说明导线对磁铁的作用力竖直向下，由牛顿第三定律知，磁铁对导线的作用力竖直向上，根据左手定则可判断，导线所在处磁场方向水平向右，由磁铁周围磁场分布规律可知，磁铁的左端为N极，故选A.5B由安培定则判断出导线a在导线b处产生的磁场方向是竖直向下的；再由左手定则判断出导线b受的安培力是水平向右的，答案B正确6D闭合开关S，由安培定则
10、可知在A处的磁场水平向左，再由左手定则可判断其受安培力方向竖直向上7D由电路分析可知，电路内电压u内EU4 V，回路总电流I总4 A，选项A错误；电动机的额定电流IM2 A，选项B错误；流经导体棒的电流II总IM2 A，选项C错误；对导体棒受力分析，mgsin37BIL，代入数据可得B1.5 T，选项D正确8A作出侧视图，并对导体棒进行受力分析，如图所示，据图可得tan，若棒中的电流I变大，则变大，选项A正确；若两悬线等长变短，则不变，选项B错误；若金属棒的质量m变大，则变小，选项C错误；若磁感应强度B变大，则变大，选项D错误9C如图所示，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
11、处的磁场方向水平向左，由左手定则知，电流I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，故正确选项为C.10.ABD指针在量程内线圈一定处于磁场之中，由于线圈与铁芯共轴，线圈平面总是与磁感线平行，故A正确电表的调零使得当指针处于“0”刻线时，螺旋弹簧处于自然状态，所以无论线圈向哪一方向转动都会使螺旋弹簧产生阻碍线圈转动的力，故B正确由左手定则知，b端受到的安培力方向向下，a端受到的安培力方向向上，安培力将使线圈沿顺时针方向转动，故C错误，D正确11BC通电矩形线框abcd在无限长直通电导线形成的磁场中，受到磁场力的
12、作用，对于ad边和bc边，所在的磁场相同，但电流方向相反，所以ad边、bc边受磁场力(安培力)大小相同，方向相反，即ad边和bc边受合力为零而对于ab和cd两条边，由于在磁场中，离长直导线的位置不同，ab边近而且由左手定则判断受力向左，cd边远而且由左手定则判断受力向右，所以ab边、cd边受合力方向向左，故B、C选项正确12AB若F安mgsin，因安培力向上，则摩擦力向上，当F安增大时，F摩减小到零，再向下增大，B对，C、D错；若F安mgsin，摩擦力向下，随F安增大而一直增大，A对13BILsin 水平向右 mgBILcos解析：因为棒ab处于静止状态，由水平方向受力平衡，可得FfF安sin
13、BILsin，方向水平向右竖直方向上受力平衡，得F安cosFNmg，则FNmgBILcos.14 解析：为了使物体匀速上升，导体棒所受安培力方向应向左，由左手定则可知，导体棒中的电流方向应为ab.由平衡条件得：BILMgmg解得：I2 A.答案：2 A方向ab15 解析：支持力为0时导线的受力如图所示，由平衡条件得：F安 N0.8 N由F安BIL得B T2 T由B0.4t得t s5 s.答案：5 s16(1)斜向下 (2)3.0 TB16.3 T解析：(1)通电导线ab的截面受力分析如图所示(从a端看)，由图可知磁场方向斜向下(2)当ab棒有下滑的趋势时，受向上的静摩擦力为F1，则有Fsin30F1mg0又FB1ILF1Fcos30I由以上四式，解得B13.0 T当ab棒有上滑的趋势时，受向下的静摩擦力为F2，如图所示，则有Fsin30F2mg0FB2ILF2Fcos30I由以上各式，解得B216.3 T所以B的取值范围是3.0 TB16.3 T.
