物理选修人教新课标31.4 通电导线在磁场中受到的力练习1

1、磁场及安培力(时间：60分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分)1下列说法正确的是()A只有磁铁周围才有磁场B电荷的周围除有电场之外还有磁场C电流产生磁场说明电与磁是相互联系的D磁铁的磁场与电流周围的磁场是两种完全不同形式的磁场解析磁铁和电流周围都有磁场，并且性质相同，则A、D两项均错；电流是由于电荷定向移动形成的，所以只有运动电荷周围才既有电场又有磁场，静止电荷周围只有电场，则B项错，电流产生磁场说明电与磁相互联系，则C项正确答案C图12如图1所示，向一根松弛的导体线圈中通以电流，线圈将会 ()A纵向收缩，径向膨胀B纵向伸长，径向膨胀C纵向伸长，径向收缩D纵向

2、收缩，径向收缩解析通电线圈每匝视为一小磁体，且排列方向一致，故纵向收缩，通电线圈又处在电流产生的磁场中，所以径向膨胀答案A3如图2所示，用两根相同的细绳水平悬挂一段均匀载流直导线MN，电流I方向从M到N，绳子的拉力均为F.为使F0，可能达到要求的方法是 ()图2A加水平向右的磁场 B加水平向左的磁场C加垂直纸面向里的磁场 D加垂直纸面向外的磁场解析要使绳子的拉力变为零，加上磁场后，应使导线所受安培力与导线的重力等大、反向，由左手定则可判断，所加磁场方向应垂直纸面向里，导线所受安培力向上答案C4若地磁场是由地表带电产生的，则地表带电情况为()A正电 B负电C不带电 D无法确定解析地磁场的N极在南

3、方，S极在北方，若地磁场是由于电荷的运动而产生，则地球这个大带电体不停地做定向转动，相当于环形电流，由安培定则可判断知地球带负电，故选B.答案B图3A为电磁铁，C为胶木秤盘，A和C(包括支架)的总质量为M；B为铁片，质量为m，整个装置用轻绳悬挂于O点，当电磁铁通电时，铁片被吸引上升的过程中，轻绳向上拉力F的大小为()AFMgBMgF<(Mm)gCF(Mm)gDF>(Mm)g解析本题是磁场与超重和失重相结合的题目，解题的关键是应清楚电磁铁通电后，由于B铁片受到的吸引力大于重力，而处于超重状态由于电磁铁通电后产生磁场，对铁片B有吸引力而上升，所以这时吸引力一定大于B铁片所受的重力，故B

4、向上加速运动，即铁片B处于超重状态而A和C处于平衡状态，选A、B、C组成的系统为研究对象，则整个系统处于超重状态，所以F(Mm)g且在A、B接触前F不断增大答案D二、多项选择题(本题共3小题，每小题9分，共27分每小题选对但不全的得4分，有选错的或不选的得0分)6关于磁场对通电直导线的作用力(安培力)，下列说法中正确的是()A通电直导线在磁场中一定受到安培力的作用B通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟磁场的方向垂直C通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟电流的方向垂直D通电直导线在磁场中所受安培力的方向垂直于由B和I所确定的平面答案BCD7把长度L、电流I都相同的一小段电流元放入某磁场中

5、的A、B两点，电流元在A点受到的磁场力较大，则()AA点的磁感应强度一定大于B点的磁感应强度BA、B两点磁感应强度可能相等CA、B两点磁感应强度一定不相等DA点磁感应强度可能小于B点磁感应强度答案BD图48如图4所示，一根通电的直导体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始终为零解析若F安mgsin ，则摩擦力向上，当F安增大时，f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对答案AB三、非选

6、择题(43分)图59(13分)已知山东地面处的地磁场水平分量约为3×105 T，某校物理兴趣小组做估测磁体附近磁感应强度的实验他们将一小罗盘磁针放在一个水平放置的螺线管的轴线上，如图5所示小磁针静止时N极指向y轴正方向，当接通电源后，发现小磁针N极指向与y轴正方向成60°角的方向请在图上标明螺线管导线的绕向，并求出该通电螺线管在小磁针处产生的磁感应强度大小(保留一位有效数字)解析接通电源后，小磁针N极指向是地磁场和螺线管的磁场的叠加磁场的方向，由此可判定螺线管的磁场在小磁针处方向水平向右，由安培定则判定螺线管导线绕向如下图所示由题意知地磁场水平分量By3×105

7、T，设通电螺线管产生的磁场为Bx.由图知tan 60°得Bx3×105× T5×105 T.答案5×105 T10(13分)如图6所示，平行金属导轨PQ与MN都与水平面成角，相距为l.一根质量为m的金属棒ab在导轨上，并保持水平方向，ab棒内通有恒定电流，电流大小为I，方向从a到b.空间存在着方向与导轨平面垂直的匀强磁场，ab棒在磁场力作用下保持静止，并且棒与导轨间没有摩擦力求磁感应强度B的大小和方向图6解析金属棒受力如图所示根据力平衡条件可知：F安mgsin 而F安BIl可得B由左手定则可知，B的方向垂直导轨平面向下答案方向垂直导轨平面向下11(17分)如图7所示，MN、PQ为水平放置的金属导轨，直导线ab与导轨垂直放置，导轨间距L10 cm，直导线ab电阻为0.4 ，导轨所在区域处在匀强磁场中，磁场方向竖直向下，磁感应强度B0.2 T电池电动势E1.5 V，内电阻r0.18 ，电阻R1.6 ，开关S接通后直导线ab仍静止不动求直导线ab所受的摩擦力的大小和方向图7解析利用电路知识求出电流，解出安培力，再根据平衡条件求解导线处于平衡状态，受力分析如下图所示当开关闭合时，电阻R与导线ab并联，R并0.32 .ab两端的电压为UIR并R并×0.32 V0.9