1、磁场对通电导体的作用1.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() AFBId BFBIdsin CF DFBIdcos 【答案】C【解析】导线与B垂直，F.2一条劲度系数较小的金属弹簧处于自由状态，当弹簧通以电流时，弹簧将()A保持原长B收缩C伸长 D不能确定【答案】B【解析】弹簧通电时，同向电流相吸，使得弹簧缩短，故B正确。3、如图所示四种情况中，匀强磁场磁感应强度大小相等，载流导体长度相同，通过的电流也相同，导体受到的磁场力最大，且方向沿着纸面的情况是()A甲、乙 B甲、丙C乙、丁 D乙、丙【答案】C【解析】对于甲图，
2、磁场力FBILcos 30，方向垂直纸面向里；对于乙图，磁场力FBIL，方向沿纸面向下；对于丙图，磁场力F0；对于丁图，磁场力FBIL，方向垂直导体沿纸面斜向上，所以，答案为C。4、如图所示，把一重力不计可自由运动的通电直导线AB水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，当通以图示方向的电流时，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【答案】C【解析】根据如图甲所示的导线所处的特殊位置判断其转动情况将导线AB从N、S极的中间分成两段，AO、OB段所处的磁场方向如图所示，由左手定则可知AO段受安培力的方向垂直于
3、纸面向外，OB段受安培力的方向垂直于纸面向里，可见从上向下看，导线AB将绕O点逆时针转动再根据导线转过90时的特殊位置判断其上下运动情况如图乙所示，导线AB此时受安培力的方向竖直向下，导线将向下运动综合上述由两个特殊位置的判断可知，当导线不在上述的特殊位置时，所受安培力使导线AB逆时针转动的同时还要向下运动，故选项C正确5、将长1 m的导线abc从中点b折成如图6所示的形状，放于B0.08 T的匀强磁场中，abc平面与磁场方向垂直。若在导线abc中通入I25 A的直流电，则整个导线所受安培力的大小为()A. N B. N C.1 N D.2 N【答案】B【解析】导线abc的有效长度等于线段ac
4、的长度，由几何知识知Lac m，故整个导线所受的安培力大小FILacB250.08 N N，故选B。6、（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，并处于匀强磁场中当导线中通以沿x轴正方向的电流I，导线保持静止时，悬线与竖直方向的夹角为.则磁感应强度的方向和大小可能是()A沿z轴正方向，tan B沿y轴正方向，C沿z轴负方向，tan D沿悬线向上，sin 【答案】BC【解析】对导线受力分析：作侧视图，如图所示，导线受竖直向下的重力，安培力的方向不确定，在悬线右上侧的一个范围内隐含条件：悬线可能不受力重要规律：左手定则与FILB.由左手定则可知，磁场方向不能沿z轴正方向，
5、也不能沿悬线向上当磁场沿z轴负方向时，有ILBmgtan ，解得Btan ，选项C正确当磁场沿y轴正方向时，有ILBmg，解得B，选项B正确7、长为L的通电直导线放在倾角为的光滑斜面上，并处在磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示，当B方向竖直向上，电流为I1时导体处于平衡状态；若B方向改为垂直斜面向上，则电流为I2时导体处于平衡状态，电流比值I1 I2 应为()Acos B.Csin D.【答案】B【解析】若磁场方向竖直向上，则安培力沿水平方向，由平衡条件可得：mgtan BI1L；若磁场方向垂直于斜面向上，则安培力沿斜面向上。由平衡条件可得：mgsin BI2L，则I1I21cos ，故B正
6、确。 8、(多选)如图所示，在倾角为的光滑斜面上，放置一根长为L，质量为m，通电电流为I的导线，若使导线静止，应该在斜面上施加匀强磁场B的大小和方向为()A.B，方向垂直于斜面向下 B.B，方向垂直于斜面向上C.B，方向竖直向下 D.B，方向水平向右【答案】AC【解析】根据电流方向和所给定磁场方向的关系，可以确定通电导线所受安培力，又因为导线所受重力G和支持力FN，受力分析如图所示。根据力的平衡知，只有A、C两种情况是可能的，其中A中F安ILBmgsin ，则B，C中F安ILBmgtan ，则B。选项A、C正确。9、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
7、小相等的恒定电流，方向如图1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边垂直，指向左边C.与ab边平行，竖直向下 D.与ab边垂直，指向右边【答案】B【解析】等边三角形的三个顶点a、b、c处均有一通电直导线，且导线中通有大小相等的恒定电流。由安培定则可得：导线a、b的电流在c处的合磁场方向竖直向下。再由左手定则可得：安培力的方向是与ab边垂直，指向左边。故选B。10、如图所示，边长为L的等边三角形导体框是由3根电阻为3r的导体棒构成，磁感应强度为B的匀强磁场垂直导体框所在平面，导体框两顶点与电动势为E，内阻为r的电源用电阻可忽略的导线相连，则整个线框受到的安培
8、力大小为()A0 B.C. D【答案】B【解析】根据左手定则判断出各段受到的安培力的方向，本题可将电路等效为3r和6r并联，并联后总电阻为2r，则路端电压U2r.根据欧姆定律I12，I3.则安培力F1F2BI12L，F1、F2的夹角为120，F3BI3L，方向如图所示由以上各式联立解得三角形框架受到的安培力的合力大小F，B正确11、如图，一长为10 cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中；磁场的磁感应强度大小为0.1 T，方向垂直于纸面向里；弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘金属棒通过开关与一电动势为12 V的电池相连，电路总电阻为2 .已知开关断开时两弹簧的伸长量为0.5 c
9、m；闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3 cm.重力加速度大小取10 m/s2.判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向，并求出金属棒的质量【答案】安培力的方向竖直向下，金属棒的质量为0.01 kg【解析】依题意，开关闭合后，电流方向从b到a，由左手定则可知，金属棒所受的安培力方向竖直向下. 开关断开时，两弹簧各自相对于其原长伸长了l10.5 cm.由胡克定律和力的平衡条件得2kl1mg式中，m为金属棒的质量，k是弹簧的劲度系数，g是重力加速度的大小开关闭合后，金属棒所受安培力的大小为FIBL式中，I是回路电流，L是金属棒的长度两弹簧各自再伸长了l20.3 cm，
10、由胡克定律和力的平衡条件得2k(l1l2)mgF由欧姆定律有EIR式中，E是电池的电动势，R是电路总电阻联立式，并代入题给数据得m0.01 kg.12、如图所示，在倾角30的斜面上固定一平行金属导轨，导轨间距离L0.25 m，两导轨间接有滑动变阻器R和电动势E12 V、内阻不计的电池。垂直导轨放有一根质量m0.2 kg的金属棒ab，它与导轨间的动摩擦因数。整个装置放在垂直斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度B0.8 T。当调节滑动变阻器R的阻值在什么范围内时，可使金属棒静止在导轨上？导轨与金属棒的电阻不计，g取10 m/s2。【答案】1.6 R4.8 【解析】当滑动变阻器R接入电路的阻值较大时，I较小，安培力F较小，金属棒在重力沿斜面的分力mgsin 作用下有沿斜面下滑的趋势，导轨对金属棒的摩擦力沿斜面向上，如图所示。金属棒刚好不下滑时有ILBmgcos mgsin 0I联立解得R4.8 当滑动变阻器R接入电路的阻值较小时，I较大，安培力F较大，会使金属棒产生沿斜面上滑的趋势，此时导轨对金属棒的摩擦力沿斜面向下，如图所示。金属棒刚好不上滑时有BILmgcos mgsin 0I联立解得R1.6 所以，滑动变阻器R接入电路的阻值范围应为1.6 R4.8 。