人教版高中物理选修3-1练习：第三章4通电导线在磁场中受到的力

第三章磁场

4 通电导线在磁场中受到的力

A级　抓基础

1．在如图所示各图中，表示磁场B方向、电流I方向及电流受力F方向三者关系正确的是(　　)

A　　　　　　　　　　B

C　　　　　　　　　　D

答案：A

2.如图所示，直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如果直导线可以自由地运动，且通以从a到b的电流，则导线ab受磁场力后的运动情况(　　)

A．从上向下看，顺时针转动并靠近螺线管

B．从上向下看，顺时针转动并远离螺线管

C．从上向下看，逆时针转动并远离螺线管

D．从上向下看，逆时针转动并靠近螺线管

答案：D

3．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

答案：C

4．(多选)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，ad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．线框所受安培力合力向左

D．线框所受安培力合力为零

答案：BC

5．如图所示，一根长为L的细铝棒用两根劲度系数为k的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中．当电流I方向向右时，两根弹簧缩短；当I的方向向左时，两弹簧伸长，并且相对于平衡位置伸长、缩短

的长度都是Δl

，则磁场的磁感应强度为多少？

解析：不通电流时，铝棒受力平衡有mg ＝2kx ；弹簧缩短时，有mg ＝2k (x －Δl )＋BIL ；弹簧伸长时，有mg ＋BIL ＝2k (x ＋Δl )，

可解得B ＝.

2k Δl LI B 级　提能力

6．(多选)关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，正确的说法是(　　)

A. 安培力的方向可以不垂直于直导线

B. 安培力的方向总是垂直于磁场的方向

C. 安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关

D.

将直导线从中点折成直角，安培力的大小可能变为原来的

一半

答案：BD

7.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

答案：A

8．如图，直导线通入垂直纸面向里的电流，在下列匀强磁场中，能静止在光滑斜面上的是(　　)

答案：A

9．如图所示，用细绳悬于O点的可自由转动的通电导线AB放在蹄形磁铁的上方，当导线中通以图示方向电流时，从上向下看，AB的转动方向及细绳中张力变化的情况为(　　)

A．AB顺时针转动，张力变大

B．AB逆时针转动，张力变小

C．AB顺时针转动，张力变小

D．AB逆时针转动，张力变大

答案：D

10.如图所示的天平可用来测量磁场的磁感应强度．天平的右臂

下面挂一个矩形线圈，宽为L，共N匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面．当线圈中通有电流I(方向如图所示)时，

在天平两边加上质量分别为m1、m2的砝码时，天平平衡；当电流反向(大小不变)时，右边再加上质量为m的砝码后，天平又重新平衡．由此可知(　　)

A ．磁感应强度方向垂直纸面向里，大小为（m 1－m 2）g NIL

B ．磁感应强度方向垂直纸面向里，大小为mg

2NIL

C ．磁感应强度方向垂直纸面向外，大小为（m 1－m 2）g NIL

D ．磁感应强度方向垂直纸面向外，大小为mg

2NIL

解析：由题目所给条件，先判断出磁场的方向再根据天平的工作原理列出对应关系式．因为电流反向时，右边再加砝码才能重新平衡，所以此时安培力竖直向上，由左手定则判断磁场向里．电流反向前，有m 1g ＝m 2g ＋m 3g ＋NBIL ，其中m 3为线圈质量．电流反

向后，有m 1g ＝m 2g ＋m 3g ＋mg －NBIL .两式联立可得B ＝，故mg

2NIL 选B.

答案：B

11．如图所示，一根质量m ＝50 g ，长L ＝1 m 的导体棒放在倾角θ＝30°的粗糙斜面上，整个装置处于垂直于斜面斜向上的匀强磁场中，磁感应强度B ＝0.1 T ．试求：

(1)当导体棒通入3 A 的电流时，其处于静止状态下所受的摩擦力大小；

(2)若静止的导体棒与斜面无相对运动趋势时，导体棒中通入的电流大小．

解析：由左手定则可知，棒受到的安培力的方向沿斜面向上，大小：F 1＝BI 1L ＝0.1×3×1 N ＝0.3 N ．棒受到的摩擦力的方向向下，由受力平衡得F 1＝mg ＋f .

所以f ＝F 1－mg sin 30°＝0.3－0.05×10× N ＝0.05 N.

12(2)若静止的导体棒与斜面无相对运动趋势时，则安培力的大小与棒沿斜面向下的分力大小相等．

即：F 2＝mg sin 30°＝0.05×10× N ＝0.25 N.

12又：F 2＝BI 2L ，

所以：I 2＝＝ A ＝2.5 A.F ′BL 0.25

0.1×1