2022年通电导线在磁场中受到的力练习.docx

名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -4通电导线在磁场中受到的力学问点一 安培力的方向 1.一根简单 发生形 变的弹性导线 两端固定 .导线 中通有 电流,方向 竖直向上 .当没有磁 场时 ,导线 呈直线 状态;当分别加上方向 竖直向上、水平向右和垂直于 纸面对外的匀 强磁场时 ,如图 L3-4-1 所示描述 导线 状态的四个 图示中正确选项 ABCD图 L3- 4-12.多项如图 L3-4-2 所示的装置可演示磁 场对通电导线 的作用 ,电磁铁上、下两磁极之 间某一水平面内 固定两条平行金属 导轨 ,L 是置于 导轨上并与 导轨 垂直的金属杆 ,当磁铁线 圈两端 a、b,导轨 两端 e、f 分 别接到两个不同的直流 电源上 时,L 便在 导轨上滑 动.以下 说法正确选项 图 L3- 4-2 A.如 a 接正极 ,b 接负极,e 接正极 ,f 接负极,就 L 向右滑 动 B.如 a 接正极 ,b 接负 极,e 接负极,f 接正极 ,就 L 向右滑 动 C.如 a 接负极,b 接正极 ,e 接正极 ,f 接负 极,就 L 向左滑 动 D.如 a 接负极 ,b 接正极 ,e 接负极,f 接正极 ,就 L 向左滑 动 学问点二 安培力的大小 3.多项关于磁 场对通电直导线 的作用力的大小 ,以下说法中正确选项 A.通电直导线 跟磁场方向平行 时作用力 为零 B.通电直导线 跟磁场 方向垂直 时作用力最大 C.作用力的大小跟 导线 与磁场方向的 夹角无关 D.通电直导线 跟磁场方向斜交 时确定有作用力 4.有一段 长 0.2 m、通有 2.5 A 电流的直 导线,关于 该导线 在磁感 应强 度为 B 的匀强磁场中所受安培力 F 的情形 ,以下 说法正确选项 A.假如 B= 2 T,F 肯定是 1 N B.假如 F= 0,B 也肯定 为零 C.假如 B=4 T,F 有可能是 1 N D.F 有最大 值时 ,通电导线 肯定与 B 平行 5.如图 L3 -4-3 所示 ,四种情形中 ,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 纸面的是 A.甲、乙 B.甲、丙C.乙、丁D.乙、丙 第 1 页,共 4 页 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -图 L3 -4-36.如图 L3 -4-4 所示 ,导体棒 MN 中电流为 I 且垂直于磁 场放置 ,磁感 应强度为 B0,AB 与 CD 相距 为 d,就 棒 MN 所受安培力大小 为 A.B0Id B.B0Idsin .0.C.D.B0Idcos 图 L3-4-4学问点三 通电直导线间的相互作用 7.如图 L3 -4-5 所示 ,两个相同的 圆形线圈套在光滑 绝缘的水平 圆柱体上 ,当两线圈通以方向相同的 电流 时,线圈的运 动情形是 A.都绕圆柱体 转动 B.都静止 C.相互靠近 图 L3-4-5 D.彼此 远离 8.多项如图 L3-4-6 所示 ,通电矩形线框 abcd 与长直通 电导线 MN 在同一平面内 ,ab 边与 MN 平行.关 于 MN 的磁 场对线 框的作用力 ,以下 说法正确选项 A.线框有两条 边所受到的安培力方向相同 B.线框有两条 边所受的安培力大小相等 C.线框所受的安培力的合力方向向左 D.线框所受的安培力的合力方向向右 图 L3-4-6学问点四 通电导体的平稳 9.2022·玉溪一中期中 如图 L3-4-7 所示,一根长度为 L 的直 导体棒中通以大小 为 I 的电流,静止在水 平导轨上,已知垂直于 导体棒的匀 强磁场的磁感 应强 度为 B,B 的方向与 竖直方向成 角.以下 说法中正 确的是 重力加速度 为 g A.导体棒受到磁 场力大小 为 BILsin B.导体棒对轨 道压力大小 为 mg+BIL sin C.导体棒受到 导轨摩擦力 为 mg-BILsin D.导体棒受到 导轨摩擦力 为 BILcos 图 L3 -4-710.2022·赣中南五校摸底 长为 L 的正方形 线圈 A 中通有逆 时针方向的恒定 电流 I0,用两根 轻质绝缘 细线悬 挂在水平 长直导线 MN 的正下方 h 处后静止 ,如图 L3-4-8 所示.当导线 MN 中无 电流时,两细线 中张力均 为 T;当通 过 MN 的电流为 I 1时,两细线中张 力均减 为 T0< <1;当通过 MN 的电流为 I2时 , 细线 中张力恰好 为零.已知 长直通 电导线 四周磁场的磁感 应强 度 B 与到导线 的距离 r 成反比 即 .B=k ,k 为常数 .由此可知 ,MN 中的 电流方向和 电流大小之比 I1I 2分别为 图 L3 -4-8 A.向左 ,1+ 1细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页,共 4 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -B.向右,1+ 1 C.向左,1+ 1 D.向右 ,1+ 1 11.2022·长郡中学期中 物理老 师在课堂上做了一个 “旋转的液体 ”试验,试验装置如 图 L3-4-9 所示,装 有导电液的玻璃器皿放在上端 为 S 极的蹄形磁 铁的磁场中,器皿中心的 圆柱形电极与 电源负极相连,内 壁边缘的圆环 形电极与 电源正极相 连,接通 电源后,液体旋 转起来.关于这个实验,以下 说法中正确选项 A.液体中 电流由中心流向 边缘;从上往下俯 视,液体逆 时针 旋转 B.液体中 电流由中心流向 边缘 ;从上往下俯 视,液体 顺时针 旋转 C.液体中 电流由边缘 流向中心 ;从上往下俯 视,液体 顺时针 旋转 D.液体中 电流由 边缘流向中心 ;从上往下俯 视,液体逆 时针 旋转 图 L3-4-9 12.如图 L3-4-10 所示,在倾角 =30°的斜面上固定一平行金属 导轨 ,导轨间 距离 l= 0.25 m,两导轨间 接有 滑动变阻器 R 和电动势 E=12 V 、内阻不计的电池.垂直 导轨放置一根 质量 m= 0.2 kg 的金属棒 ab,它与 3导轨间 的动摩擦因数 = .整个装置放在垂直于斜面对上的匀 6强磁场中,磁感应强 度 B=0.8 T.导轨与金属棒的 电阻不 计,g 取 10 m/s2,最大静摩擦力等于滑 动摩擦力 .当调剂 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.图 L3-4-101.D解析 用左手定 就可判定出 ,A 中 导线所受安培力 为零,B 中导线所受安培力垂直于 纸面对里 , C、D 中导线所受安培力向右 ,导线 受力以后的弯曲方向 应与受力方向一样 ,D 正确,A、B、C 错误 . 2.BD 解析 如 a 接正极 ,b 接负极,就电磁铁磁极间磁场方向向上 ,当 e 接正极 ,f 接负极时,由左手定 就 可知,金属杆所受安培力向左 ,就 L 向左滑 动,A 错误 ;同理可判定 B、D 正确 ,C 错误.3.ABD解析 安培力既垂直于通 电导线 ,又垂直于磁 场.当导线 与磁场方向垂直 时,安培力最大 ,当导 线与磁场方向平行 时,安培力 为零,选项 A、B 正确 ,选项 C 错误 ;通电直导线 跟磁场方向斜交 时,可将磁 场沿平行于 导线 方向和垂直于 导线方向 进行分解 ,垂直于 导线 方向的磁 场为有效磁 场,安培力不 为零, 选项 D 正确 .细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页,共 4 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -4.C解析 当通电直导线与 B 垂直 时,安培力最大 为 F=BIl ,当通 电直导线 与 B 平行时,安培力最小 为0,其他情形下 0<F<BIl ,据此可知 ,只有选项 C 正确 .5.C解析 对于甲 图,磁场力 F=BIL cos 30 ° , 方向垂直 纸面对里 ;对 于乙图,磁场力 F=BIL ,方向沿 纸 面对下;对于丙图,磁场力 F= 0;对于丁 图,磁场力 F=BIL ,方向垂直 导体沿 纸面斜向上 ,所以 C 正确 . . .0.6.C解析 棒 MN 在磁场中的有效 长度 L= . ,就 F=B 0IL= . ,C 正确 .7.C解析 两线圈通以方向相同的 电流时,相互吸引 ,相互靠近 ,选项 C 正确.8.BD 解析 由安培定 就可知 ,导线 MN 在线框处所产生的磁 场方向垂直于 纸面对外 ,再由左手定 就判断出,bc 边和 ad 边 所受安培力大小相等 ,方向相反 .ab 边受到向右的安培力 Fab,cd 边受到向左的安培力 Fcd.因 ab 处的磁场强 ,cd 处的磁场 弱,故 F ab>F cd,线框所受合力方向向右 .9.D解析 由安培定 就,导体棒所受的安培力垂直于磁 场向上,大小 为 BIL,由平稳条件得 F N+BIL sin =mg,f=BIL cos ,就 F' N=F N=mg-BIL sin ,选项 D 正确. 110.C解析 当 MN 中通有从 M 到 N 的电流时,线圈所受的安培力 F=kILI 0 . 1. .2 ,可见安培力的合力大小与通入的 电流大小成正比 ,当 MN 中分 别通以大小 为 I1、I2 的电流时,线框受到的安培力的合力大小之比 为 I1I2.当通 过 MN 的电流为 I 1时,两细线中 张力均减 为 T0<a< 1,所以安培力的大小 F合1=2T-2 T,而当通 过 MN 的电流为 I2时,细线中 张力恰好 为零,就安培力的大小 F合 2=2T,所以 I1I2=F合1F合 2= 2T-2 T2T= 1- 1,选项 C 正确.11.D解析 液体中 电流由边缘 流向中心 ,由左手定 就,从上往下俯 视,液体逆 时针旋转,选项 D 正确 .12.1.6 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,金属棒有沿斜面下滑的 趋势,导轨对 金属棒的摩擦力沿斜面对上 如图甲所示 .金属棒 刚好不下滑 时,有 B . l+ mgcos -mgsin =0解得 Rm= . . . . = 4.8 甲当滑动变 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对下 .如图乙所示 .金属棒 刚好不上滑 时,有 B. l- mg cos -mgsin =0解得 Rmin=. + . =1.6 所以滑 动变 阻器 R 接入 电路的阻 值范畴应为 1.6 R4.8 .细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页,共 4 页 - - - - - - - - -