2023年高考物理总复习：通电导线在磁场中受到的力（含答案解析）.pdf

2023年高考物理总复习：通电导线在磁场中受到的力一.选 择 题（共18小题）1.如图所示，金属细棒质量为m,用两根相同轻弹簧吊放在水平方向的匀强磁场中，弹簧的劲度系数为k,棒 ab 中通有恒定电流，棒处于平衡状态，并且弹簧的弹力恰好为零。若电流大小不变而方向反向，则（）A.两根弹簧弹力的合力大小为mgB.每根弹簧弹力的大小为2mgC.弹簧形变量为半kD.弹 簧 形 变 量 为 平k2.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（）：、：、卤随,宕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3.关于磁场对通电导线的作用力，下列说法正确的是（）A.磁场对放置在其中的通电导线一定有力的作用B.放置在磁场中的导线越长，其所受的磁场力越大C.放置在磁场中的导线通过的电流越大，其所受的磁场力越大D.通电导线在磁场中所受的磁场力的方向一定与磁场方向垂直4.下列说法中正确的是（）A.根据电阻定律，电阻率p=竽，跟导线的横截面积成正比，跟导线的长度成反比B.法拉第首先发现了电流的磁效应第 1 页 共 2 1 页C.因安培力垂直于通电导线，故安培力对通电导线一定不做功D.因洛伦兹力垂直于电荷运动方向，故洛伦兹力对运动电荷一定不做功5.如图所示，匀强磁场磁感应强度为B,方向垂直纸向里，一长为21的直导线折成边长相等、夹角为6 0 的 V 形，垂直置于匀强磁场中。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为（）X X X X XA.方向向下 B.方向向右 C.大小为BIL D.大小为百BIL6.光滑的水平桌面上有两根弯成6 0 角的金属棒，正好凑成一个等边三角形。a b,边长为L,它们的两端分别在。点和c 点相互接触，。点接触但是相互绝缘，c 处不绝缘。匀强磁场的方向垂直桌面向下，磁感应强度为B,当通以如图所示的电流时，两金属棒仍处于静止状态，在。处的相互作用力为f l,在 C处的相互作用力为f 2,则金属棒中的电流为（）fl+fz fl f2A.-B.-BL BLC 2 6D 4-0 3BL 3BL7.平行直导线a 和 b 中通以方向相反的电流（如图所示），则 a 在 b 所在空间的磁感应强度 B 的方向和导线b 所受磁场力F 的方向是（）a b/八 v 7A.B 往外，F 往右 B.B 往外，F 往左C.B 往里，F 往右 D.B 往里，F 往左8.关于安培力和洛伦兹力，如下说法中正确的是（）第2页 共2 1页A.带电粒子在磁场中运动时:一定受到洛伦兹力作用B.放置在磁场中的通电导线，一定受到安培力作用C.洛伦兹力对运动电荷一定不做功D.洛伦兹力对运动电荷的冲量一定为零9.把长方形导线圈用细线挂在通电直导线附近，两者在同一平面内，其中直导线固定，线圈可以自由活动，如图所示，当长方形导线圈通以如图示的电流时，线 圈 将（）q T_A.不动B.发生转动，同时靠近导线ABC.发生转动，同时离开导线ABD.靠近导线AB10.两个相同的圆形线圈，能在一个光滑绝缘的圆柱体上自由滑动。设大小不同的电流按图中所示的相同方向分别通入两个线圈，则两线圈的运动情况是（）A.两线圈彼此背向平动B.两线圈彼此相向平动C.两线圈的加速度相同D.电流大的线圈的加速度的值较大11.如图所示，原来静止的圆形线圈通以逆时针方向电流I,在其直径AB上靠近B 点放一根垂直于线圈平面的固定不动的通入电流为I 的长直导线，电流方向如图所示，在磁场作用下圆线圈将（）C.以直径AB为转轴转动 D.静止不动第3页 共2 1页12.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 并处于平衡状态，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 闭合后，绝缘绳对A 拉力变化情况是（）A.增大 B.减小 C.不变 D.无法判断13.通电矩形导线框abed与无限长通电直导线M N在同一平面内，电流方向如图所示，ab与 M N平 行.关 于 M N的磁场对线框的作用，下列叙述中正确的是（）NA.ab和 cd两条边所受的安培力的方向相同B.线框有两条边所受的安培力大小相等C.线框受安培力的合力向右D.cd边所受安培力的方向向左14.如图所示，空间有垂直纸面向外的匀强磁场，一质量为m=lk g 的带正电的绝缘小滑块，开始静止在绝缘粗糙的斜面底端.从某时刻滑块突然受到一个沿斜面向上的冲量I=10N s,滑块沿斜面先向上后向下运动，当滑块滑到离地面1m 高处时，滑块速度大小为4 m/s.关于滑块在整个运动中所受的洛伦兹力方向，下列说法正确的是（）A.一直垂直斜面向上B.一直垂直斜面向下C.先垂直斜面向上后垂直斜面向下D.先垂直斜面向下后垂直斜面向上第 4 页 共 2 1 页1 5.如图所示，空间中存在一匀强磁场，将长度为L 的直导线放置在y 轴上，当通以大小为 I、沿 y 轴负方向的电流后，测得其受到的安培力大小为F.方向沿X 轴正方向.则关于的磁感应强度的方向和大小，说法正确的是（）B.可能在xOy平面内，大小为十LLJ2FC.可能在zOy平面内，大小为云4FD.可能在xOy平面内，大小为元1 6.如图所示，用铝板制成“n”型框，将一质量为m 的带电小球用绝缘细绳悬挂在框的上板上，让整体在垂直于水平方向的匀强磁场中向左以速度V 匀速运动，悬线拉力为T,贝！1（）X X X XX V X X X eX X X XX X X XA.悬线竖直，T=mgB.悬线竖直，TmgD.V 选择合适的大小，可使T=017.如图所示，将一个光滑斜面置于匀强磁场中，通电直导体棒水平置于斜面上.电流方向垂直纸面向里.以下四个图中，不可能使导体棒在斜面上保持静止的是（）18.一段通电的直导线平行于匀强磁场放入磁场中，如图所示,导线上的电流由左向右流过。第 5 页 共 2 1 页当导线以左端点为轴在竖直平面内转过9 0 的过程中，导线所受的安培力（)BA.大小不变B.大小由零逐渐增大到最大C.大小由零先增大后减小D.大小由最大逐渐减小到零多 选 题（共 1 小题）19.一带电粒子（重力不计，图中已标明粒子所带电荷的正负）进入磁场中，下列关于磁场方向、速度方向及带电粒子所受的洛伦兹力方向的标示正确的是（）xcx、xxl T/XA.x 1 x x x芸c.-三.填 空 题（共 2 小题）2 0.如图所示，在水平放置的平行导轨上场垂直于导轨平面向上，闭合开关S,于 ab棒上的水平外力方向应向_ _ _ _ B.4 X A X X XX I X X XXD.x*x x,有一导体棒ab 可在金属导轨上无摩擦滑动，磁ab 棒将向_ _ _ _ _ _ _ 运动；要维持ab 棒不动，则加_ o21.如图所示，棒 A B长 L=0.1 m,质量m=0.1kg个垂直纸面向里的磁场时，悬线拉力恰好为零.方向_ _ _ _ _ _ _。（g 取 10N/kg）,通有电流，电流强度I=1 0 A,当加一则磁感应强度的大小为_ _ _ _ _ _;电流的第6页 共2 1页AR四.计 算 题(共 1 小题)2 2.如图所示，水平导轨间距为L=0.5 m,导轨电阻忽略不计；导体棒a b 的质量m=1kg,电阻Ro=O.9C,与导轨接触良好；电源电动势E=10V,内阻r=0.1C,定值电阻R=4C；匀强磁场的磁感应强度B=5 T,方向垂直于a b,与导轨平面成a=5 3 角；ab与导轨间的动摩擦因数为“=0.5(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，定滑轮摩擦不计，ab与重物由绕过定滑轮的细线相连，线对ab 的拉力沿水平方向，重力加速度g=10m/s2,ab处于静止状态(已知 sin53=0.8,cos53=0.6)。求：(1)ab受到的安培力大小和方向；(2)重物重力G 的取值范围。第 7 页 共 2 1 页五.解 答 题（共 1 小题）23.如图所示，水平放置的两平行金属导轨，间距为0.5m,其上垂直于导轨放置质量为0.05kg的直金属棒，整个装置放在方向跟导轨平行的匀强磁场中，当闭合开关S 时，金属棒中的电流为2.0A时，它对轨道的压力恰好为零，取 g=10m/s2,求：（1）金属棒所受到的安培力大小和方向；（2）匀强磁场的磁感应强度大小和方向。第8页 共2 1页2023年高考物理总复习：通电导线在磁场中受到的力参考答案与试题解析选 择 题（共18小题）1.如图所示，金属细棒质量为m,用两根相同轻弹簧吊放在水平方向的匀强磁场中，弹簧的劲度系数为k,棒ab中通有恒定电流，棒处于平衡状态，并且弹簧的弹力恰好为零。若电流大小不变而方向反向，则（）A.两根弹簧弹力的合力大小为mgB.每根弹簧弹力的大小为2mgC.弹簧形变量为平kD.弹 簧 形 变 量 为 罕【解答】解：AB、金属棒原来在磁场中受到重力、安培力，二力平衡，则安培力大小为F=m g,当电流大小不变，方向相反时，安培力的大小不变，方向相反，平衡时，则有F+mg=2F%”解得：Fflt=m g,即两弹簧弹力的合力大小为2m g,故AB错误；CD、根据胡克定律得：Fj=k x,得：x=半，故C正确，D错误。K.故选：Co2.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（）:滋/乜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【解答】解：根据同向电流相互吸引可以知道a导线对c导线的作用力F i方向是沿ca方向，导线b对c导线的作用力F2方向是沿cb方向，且FI=F 2,根据平行四边形定则第9页 共2 1页可以知道c 导线所受安培力的合力方向水平向左，且垂直与ab边，故 B 正确，ACD错误。故选：Bo3.关于磁场对通电导线的作用力，下列说法正确的是（）A.磁场对放置在其中的通电导线一定有力的作用B.放置在磁场中的导线越长，其所受的磁场力越大C.放置在磁场中的导线通过的电流越大，其所受的磁场力越大D.通电导线在磁场中所受的磁场力的方向一定与磁场方向垂直【解答】解：A、当通电导线的放置方向与磁场方向平行时，通电导线不受磁场力的作用，故 A 错误；BC、当通电导线垂直磁场放置时，通电导线越长，通过的电流越大，其所受的磁场力越大，题目中没有说明导线的放置方式。当导线与磁场方向平行时，导线不受磁场力的作用，故 BC错误；D、通电导线在磁场中受到的磁场力叫做安培力，安培力的方向既垂直于磁场方向，又垂直于电流的方向，故 D 正确。故选：D。4.下列说法中正确的是（）A.根据电阻定律，电阻率p=学，跟导线的横截面积成正比，跟导线的长度成反比B.法拉第首先发现了电流的磁效应C.因安培力垂直于通电导线，故安培力对通电导线一定不做功D.因洛伦兹力垂直于电荷运动方向，故洛伦兹力对运动电荷一定不做功【解答】解：A、电阻率是由导线本身材料决定的，金属导体的电阻率受温度的影响，与导线的长度及横截面积无关，故 A 错误：B、奥斯特首先发现了电流的磁效应，故 B 错误；C、当通电导线在安培力的方向上有位移的时候，安培力对通电导线做功，故 C 错误；D、洛仑兹力总是垂直于电荷的运动方向，所以洛伦兹力不做功，故 D 正确.故选：D。5.如图所示，匀强磁场磁感应强度为B,方向垂直纸向里，一长为21的直导线折成边长相等、夹角为6 0 的 V 形，垂直置于匀强磁场中。当在该导线中通以电流强度为I 的电流第1 0页 共2 1页时，该 V形通电导线受到的安培力为（）X X X X XA.方向向下 B.方向向右 C.大小为B I L D.大小为百B I L【解答】解：导线在磁场内有效长度为2 L s i n 3 0 =L,故该V形通电导线受到安培力大小为F=B I X 2 L s i n 3 0 =B I L,由左手定则可得方向向上，故 C正确，ABD错误；故选：C o6.光滑的水平桌面上有两根弯成6 0 角的金属棒，正好凑成一个等边三角形o a b,边长为L,它们的两端分别在。点和c点相互接触，。点接触但是相互绝缘，c 处不绝缘。匀强磁场的方向垂直桌面向下，磁感应强度为B,当通以如图所示的电流时，两金属棒仍处于静止状态，在。处的相互作用力为fl,在 C 处的相互作用力为f2,则金属棒中的电流为（）A+）2fl f2A.-B.-BL BLC 2 倔 力+/2）D 4 倔力一 3BL-3BL【解答】解：由左手定则可知，金属棒o ac所示安培力水平向右，金属棒o ac受力如图所示金属棒o ac所受安培力F=BH=BI L s in 6 0 =*BI L,金属棒o ac静止处于平衡状态，由平衡条件得：第 1 1 页 共 2 1 页fl+f2=F解得：1=2嚏 故 C 正确，ABD错误。故选：Co7.平行直导线a 和 b 中通以方向相反的电流（如图所示），则 a 在 b 所在空间的磁感应强度 B 的方向和导线b 所受磁场力F 的方向是（）a b/八，/A.B 往外，F 往右 B.B 往外，F 往左C.B 往里，F 往右 D.B 往里，F 往左【解答】解：伸出右手，大拇指指向导线a 的电流方向即竖直向上，此时四指在a 导线右边指向纸面向里，这就是a 中电流产生的磁感应强度B 的方向，即 a 在 b 所在空间的磁感应强度B 的方向往里；再伸出左手，让大拇指与其余四指垂直且在同一个平面，手心向外，四指指向b 中电流的方向即向下，此时大拇指指向右边，即导线b 所受磁场力F 的方向往右；故选：C8.关于安培力和洛伦兹力，如下说法中正确的是（）A.带电粒子在磁场中运动时，一定受到洛伦兹力作用B.放置在磁场中的通电导线，一定受到安培力作用C.洛伦兹力对运动电荷一定不做功D.洛伦兹力对运动电荷的冲量一定为零【解答】解：A、当带电粒子平行射入磁场时，则不会受到洛伦兹力，故 A 错误；B、当平行处在磁场中的通电导线，不受到安培力的作用，所 以 B 错误；C、安培力做功，但洛伦兹力始终与速度方向垂直，所以洛伦兹力不做功，故 C 正确；D、根据动量定理，结合动量的矢量性，洛伦兹力对运动电荷的冲量不一定为零，故 D错误；故选：C,9.把长方形导线圈用细线挂在通电直导线附近，两者在同一平面内，其中直导线固定，线圈可以自由活动，如图所示，当长方形导线圈通以如图示的电流时，线 圈 将（）第1 2页 共2 1页51A.不动B.发生转动，同时靠近导线ABC.发生转动，同时离开导线ABD.靠近导线AB【解答】解：由右手螺旋定则判断出直导线的磁场，线圈在直导线右边，所处的磁场方向垂直纸面向里。由左手定则判断线圈的受力情况，上下部分大小相等，方向相反，左右两边方向也相反，但由于直导线周围磁感应强度的大小与它到导线的距离成反比，线圈左边受力比右边受力大，合力向左，所以线圈向左运动靠近通电长直导线，而不会发生转动。故选：D。10.两个相同的圆形线圈，能在一个光滑绝缘的圆柱体上自由滑动。设大小不同的电流按图中所示的相同方向分别通入两个线圈，则两线圈的运动情况是（）B.两线圈彼此相向平动C.两线圈的加速度相同D.电流大的线圈的加速度的值较大【解答】解：AB、根据电流间相互作用规律“同向电流相互吸引“，可知，两圆环应相互吸引，即彼此相向运动，故 A 错误，B 正确。CD、根据牛顿第三定律知两线圈相互间的作用力大小相等，两线圈的质量也相等，由牛顿第二定律可知，两圆环的加速度大小相等，方向相反，加速度不同，故 CD错误。故选：B。11.如图所示，原来静止的圆形线圈通以逆时针方向电流I,在其直径AB上靠近B 点放一根垂直于线圈平面的固定不动的通入电流为I 的长直导线，电流方向如图所示，在磁场作用下圆线圈将（）第1 3页 共2 1页IA.向左平动 B.向右平动C.以直径AB为转轴转动 D.静止不动【解答】解：根据右手螺旋定则知，直线电流在A 点的磁场方向竖直向上，与 A 点电流方向平行，所以A 点不受安培力。取线圈上下位置一微元研究，上边微元电流方向水平向左，下边微元电流方向水平向右，直线电流在此处位置产生的磁场方向为斜向上，根据左手定则，上边微元受到的安培力垂直纸面向里，下边微元所受安培力垂直纸面向外，所以圆形线圈将以直径A B 为轴转动。故 C 正确，ABD错误；故选：C,12.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 并处于平衡状态，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 闭合后，绝缘绳对A 拉力变化情况是（）A.增大 B.减小 C.不变 D.无法判断【解答】解：首先根据安培定则判断通电螺线管处的磁场的方向向右，所以在A 处产生的磁场方向：水平向左。根据左手定则判断可知：A 受到通电螺线管磁场的作用力的方向：竖直向上，绝缘绳对A 拉力减小。故 B 正确。故选：B13.通电矩形导线框abed与无限长通电直导线M N在同一平面内，电流方向如图所示，ab与 M N平 行.关 于 M N的磁场对线框的作用，下列叙述中正确的是（）第1 4页 共2 1页NA.ab和 cd两条边所受的安培力的方向相同B.线框有两条边所受的安培力大小相等C.线框受安培力的合力向右D.cd边所受安培力的方向向左【解答】解：A、直导线中的电流方向由N 到 M,根据安培定则，导线右侧区域磁感应强度方向向内，根据左手定则，ad边受向左的安培力，be边受到向右的安培力，ab边受到向下的安培力，cd受到向上的安培力，方向不同，故 A 错误；B、离 MN越远的位置，磁感应强度越小，故根据安培力公式F=BIL,ad边受到的安培力大于cb边，ab边受到的安培力等于cd受到受到的安培力，故 B 正确；C、D、ab边受向左的安培力，cd边受到向右的安培力，ad边受到向下的安培力，b e受到向上的安培力；ab边受到的安培力大于cd边，ad边受到的安培力等于b e受到受到的安培力；故合力向左，故 CD错误；故选：Bo14.如图所示，空间有垂直纸面向外的匀强磁场，一质量为m=lk g 的带正电的绝缘小滑块，开始静止在绝缘粗糙的斜面底端.从某时刻滑块突然受到一个沿斜面向上的冲量I=10N s,滑块沿斜面先向上后向下运动，当滑块滑到离地面1 m 高处时，滑块速度大小为4 m/s.关于滑块在整个运动中所受的洛伦兹力方向，下列说法正确的是（）B.一直垂直斜面向下C.先垂直斜面向上后垂直斜面向下D.先垂直斜面向下后垂直斜面向上【解答】解：滑块受到一斜向上的冲量后，沿斜面向上运动，根据左手定则，受到垂直第1 5页 共2 1页斜面向下的洛伦兹力。滑块返回过程中受洛伦兹力方向也相反，故 ABC错误，D 正确。故选：D。1 5.如图所示，空间中存在一匀强磁场，将长度为L 的直导线放置在y 轴上，当通以大小为 I、沿 y 轴负方向的电流后，测得其受到的安培力大小为F.方向沿X 轴正方向.则关于的磁感应强度的方向和大小，说法正确的是()A.只能沿x 轴正方向2FB.可能在xOy平面内，大小为72FC.可能在zOy平面内，大小为五4FD.可能在xOy平面内，大小为了【解答】解：已知电流沿y 轴负方向，安培力方向沿x 轴正方向，根据左手定则判断得知匀强磁场的磁感应强度在zOy平面内。设磁场与导线的夹角为a,则 0 a W，所以B=尊 和 B=霄 是 可 能 的。故 ABD错误，C 正确。故选：Co1 6.如图所示，用铝板制成“n”型框，将一质量为m 的带电小球用绝缘细绳悬挂在框的上板上，让整体在垂直于水平方向的匀强磁场中向左以速度V 匀速运动，悬线拉力为T,贝!J()X X X XX V X X XX X x XX X X XA.悬线竖直，T=mgB.悬线竖直，Tmg第 1 6 页 共 2 1 页D.V 选择合适的大小，可使T=0【解答】解：因为竖直的铝板切割磁感线所以产生感应电动势。U 形框的上下板形成一个上板为负下板为正的匀强电场。小球这时候受到4 个力的作用，重力方向向下，绳子的弹力方向向上，洛伦磁力，电场力，如果带的是正电则洛伦磁力方向向下，所受电场力方向向上；如果带的是负电则洛伦磁力方向向上，所受电场力方向向下，且洛仑磁力等于电场力。f洛=80丫，F.u=Eq,E=p U=E；感应电动势=BVL（L 为竖直板的长度）联合起来得 Fm=B q V,故洛伦磁力等于电场力且方向相反。故拉力等于重力；故选：A。17.如图所示，将一个光滑斜面置于匀强磁场中，通电直导体棒水平置于斜面上.电流方向垂直纸面向里.以下四个图中，不可能使导体棒在斜面上保持静止的是（）【解答】解：A、导线所受安培力竖直向上，若其大小等于重力，则导线可以静止在光滑的斜面上，故 A 正确；B、导线所受安培力垂直于斜面向下，受重力和支持力，三个力不可能平衡，所以导线不能静止在光滑的斜面上，故 B 错误；C、导线所受安培力水平向右，受重力和支持力，三个力可以平衡，所以导线能静止在光滑的斜面上，故 C 正确；D、导线所受安培力沿斜面向上，受重力和支持力，三力可以平衡，所以导线能静止在光滑的斜面上，故 D 正确；本题选不正确的，故选：B18.一段通电的直导线平行于匀强磁场放入磁场中，如图所示，导线上的电流由左向右流过。当导线以左端点为轴在竖直平面内转过9 0 的过程中，导线所受的安培力（）第1 7页 共2 1页BA.大小不变B.大小由零逐渐增大到最大C.大小由零先增大后减小D.大小由最大逐渐减小到零【解答】解：设电流与磁场的夹角为0,导体棒受的安培力为：F=B lL sin0,其中。从。增大到90,sin。由 0 增加到1,故可知安培力由零逐渐增大，故 B 正确，ACD错误。故选：B。二.多 选 题（共 1 小题）19.一带电粒子（重力不计，图中已标明粒子所带电荷的正负）进入磁场中，下列关于磁场方向、速度方向及带电粒子所受的洛伦兹力方向的标示正确的是（）由左手定则可B、粒子带正电，磁场垂直于纸面向外，粒子速度竖直向下，由左手定则可知，洛伦兹力水平向左，故 B 正确；C、粒子带正电，磁场水平向右，粒子速度方向水平向右，粒子速度方向与磁场方向平行，粒子不受洛伦兹力，故 C 错误；D、粒子带负电，磁场垂直于纸面向里，粒子速度水平向右，由左手定则可知，洛伦兹力方向竖直向下，故 D 错误。故选：ABo第1 8页 共2 1页三.填 空 题（共 2 小题）20.如图所示，在水平放置的平行导轨上，有一导体棒ab 可在金属导轨上无摩擦滑动，磁场垂直于导轨平面向上，闭合开关S,ab棒将向 右 运动:要维持ab棒不动，则加于ab棒上的水平外力方向应向左。【解答】解：根据左手定则可得：让四指从b 指向a,手心向下，则大拇指指向右侧，因此说明金属棒受到向右的安培力作用，故导体棒AB将右运动，要维持ab棒不动，则加于 ab棒的外力方向应与安培力的方向相反，即向左。故答案为：右；左。21.如图所示，棒 A B长 L=0.1 m,质 量 m=0.lk g,通有电流，电流强度I=1 0 A,当加一个垂直纸面向里的磁场时，悬线拉力恰好为零。则磁感应强度的大小为1T；电流的方 向 向右。（g 取 10N/kg）【解答】解：悬线拉力恰好为零，则安培力等于重力，即 BIL=mg,由平衡条件知，安培力竖直向上，再根据左手定则，可判断电流的方向向右。故答案为：1 T 向右四.计 算 题（共 1 小题）2 2.如图所示，水平导轨间距为L=0.5 m,导轨电阻忽略不计；导体棒a b 的质量m=1kg,电阻Ro=O.9C,与导轨接触良好；电源电动势E=10V,内阻r=0.1C,定值电阻R=4C；匀强磁场的磁感应强度B=5 T,方向垂直于a b,与导轨平面成a=5 3 角；ab与导轨间的动摩擦因数为“=0.5（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），定滑轮摩擦不计，ab与重物由绕过定滑轮的细线相连，线对ab 的拉力沿水平方向，重力加速度g=10m/s2,ab处于静止状态（已知 sin53=0.8,cos53=0.6）。求：（1）ab受到的安培力大小和方向；第1 9页 共2 1页(2)重物重力G的取值范围。0【解答】解：(1)由闭合电路的欧姆定律得：I E 一 1 0 A2 Ar+R+R0 0.1+4+0.9 八/八导体棒受到的安培力大小：F=B I L=5 X 2 X 0.5 N=5 N由左手定则可知，安培力方向与水平方向成3 7 角斜向左上方(与导体棒垂直斜向左上方)(2)导体棒受到的最大静摩擦力：f m a x=y (m g -F s i n 3 7 )=0.5 X (1 X 1 0-5 X 0.6)N=3.5 N设细线对重物的拉力为T,则细线对导体棒的拉力大小也是T,对重物，由平衡条件得：T=G最大静摩擦力水平向左时，对导体棒，由平衡条件得：T=f m a x+F c o s 3 7 0最大静摩擦力水平向右时，对导体棒，由平衡条件得：T +f m a x =f c o s 3 7 代入数据解得：T=7.5 N,T =0.5 N重物重力G的取值范围是：0.5 NW G W 7.5 N答：(1)a b 受到的安培力大小是5 N,方向与水平方向成3 7 角斜向左上方；(2)重物重力G的取值范围是0.5 NW G W 7.5 N。五.解 答 题(共1小题)2 3.如图所示，水平放置的两平行金属导轨，间距为0.5 m,其上垂直于导轨放置质量为0.0 5 k g的直金属棒，整个装置放在方向跟导轨平行的匀强磁场中，当闭合开关S时，金属棒中的电流为2.0 A 时，它对轨道的压力恰好为零，取 g=1 0 m/s 2,求：(1)金属棒所受到的安培力大小和方向；(2)匀强磁场的磁感应强度大小和方向。第2 0页 共2 1页【解答】解：（1）金属棒对轨道压力恰好为零，导轨对金属棒的支持力为零,金属棒静止，处于平衡状态，由平衡条件得：F=m g=0.0 5 X 1 0 N=0.5 N；方向竖直向上；（2）金属棒受到的安培力F=B I L,磁感应强度B=彳=?吃）T=0.5 T,根据左手定则1 L i 乙.U X U.0可知，磁感应强度方向水平向右。答：（1）金属棒所受到的安培力大小为0.5 N,方向竖直向上；（2）匀强磁场的磁感应强度大小为0.5 T,方向水平向右。第2 1页 共2 1页