贵州省晴隆一中2013届高三物理一轮复习：磁场对通电导线作用力

1、贵州省晴隆一中2013届高三物理一轮复习：磁场对通电导线的作用力一、选择题1如图所示，磁场B方向、通电直导线中电流I的方向，以及通电直导线所受磁场力F的方向，其中正确的是（ ）【答案】C2如图所示，通电导线MN在纸面内从a位置绕其一端M转至b位置时，通电导线所受安培力的大小变化情况是( )A变小B不变 C变大D不能确定【答案】B 3如图所示，电流强度为I的一段通电直导线处于匀强磁场中，受到的安培力为F，图中正确标志I和F方向的是( ) 【答案】A4如图所示，一光滑平行金属轨道平面与水平面成角，两导轨上端用一电阻R相连，该装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向上。质量为m的金属杆a

2、b，以初速度v0从轨道底端向上滑行，滑行到某一高度h后又返回到底端。若运动过程中，金属杆保持与导轨垂直且接触良好，并不计金属杆ab的电阻及空气阻力，则( )A上滑过程的时间比下滑过程长B上滑过程中安培力的冲量比下滑过程大C上滑过程通过电阻R的电量比下滑过程多D上滑过程通过电阻R产生的热量比下滑过程多【答案】D5如图所示的四种情况，通电导体均置于匀强磁场中，其中通电导线不受安培力的是( )【答案】C6如图所示，两根平行放置的长直导线和载有大小相同方向相反的电流，受到的磁场力大小为，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，受到的磁场力大小变为，则此时受到的磁场力大小变为( )AB-C+D2-【答案

3、】A7有两根长直导线a、b互相平行放置，如图所示为垂直于导线的截面图。在图示的平面内，O点为两根导线连线的中点，M、N为两根导线附近的两点，它们在两导线的中垂线上，且与O点的距离相等。若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流I，则关于线段M N上各点的磁感应强度的说法中正确的是( )A M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相同B M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相反C 在线段M N上各点的磁感应强度都不可能为零D 在线段M N上有两个点的磁感应强度为零【答案】B8如图所示，匀强磁场中有一通电直导线，关于导线受到的安培力F，下列判断正确的有( )AF方向向上BF与电流大小有关CF与磁感应强

4、度大小有关DF与导线在磁场中的长度有关【答案】BCD9导体框架abcd构成的平面与水平面成角，质量为m的导体棒PQ与导体轨道、 接触良好而且相互垂直。轨道、平行，间距为L。回路的面积为S，总电阻为R且保持不变。匀强磁场方向垂直框架平面斜向上，其变化规律如图乙所示。从开始，导体棒PQ始终处于静止状态，图乙中为已知量，足够大，则( )A产生感应电流时，导体棒PQ中的电流方向为由P到QB产生感应电流时，感应电流为恒定电流C产生感应电流时，导体棒PQ受到的安培力为恒力DPQ恰好不受摩擦力时，磁感应强度的大小为【答案】B10下列各图中，用带箭头的细实线表示通电直导线周围磁感线分布情况，其中正确的是( )

5、【答案】D11如图，导体框平面与水平面成角，质量为的导体棒PQ与ab、cd接触良好，回路的总电阻为R，整个装置放于垂直于框架平面的变化的磁场中，磁感应强度的变化如图（乙），PQ始终静止，则在0tos内，PQ受到的摩擦力的变化情况可能是( )一直增大一直减小先减小后增大先增大后减小ABCD 【答案】C12关于磁感线的概念和性质，以下说法中正确的是( )A 磁感线上各点的切线方向就是各点的磁感应强度方向B 磁场中任意两条磁感线有可能相交C 铁屑在磁场中的分布所形成的曲线就是实际存在的磁感线D 磁感线总是从磁体的N极发出终止于磁体的S极【答案】A13直导线AB，在蹄形磁铁正上方，AB能在磁场力作用下

6、自由移动，导线AB中通以B到A方向的电流，则观察者从上向下俯视时，导线AB的运动情况是( )A逆时针方向转动且向上运动B顺时针方向转动且向上运动C顺时针方向转动且向下运动D逆时针方向转动且向下运动【答案】C14如图示，欲使静止的ab杆向右移动，cd杆应( )A向右匀速运动B向右加速运动C向左加速运动D向左减速运动 【答案】BD15如图所示，通电导线均置于匀强磁场中，其中导线不受安培力作用的是( )【答案】C 16关于磁感线，以下说法中正确的是( )A磁感线上各点的切线方向就是该点的磁感应强度方向B磁感线是磁场中真实存在的曲线C磁感线总是从磁体的N极发出终止于磁体的S极D沿着磁感线方向，磁场越来

7、越弱【答案】A17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里D线框所受安培力合力为零【答案】B 18如图所示，MN、PQ为同一水平面上的两平行金属导轨，导轨处于垂直于导轨平面的匀强磁场中，导轨上有接触良好的光滑金属杆ab、cd，当ab沿导轨向右运动时，则( )A若磁场向上则cd将向右运动B若磁场向下则cd将向左运动 C无论磁场向上或向下cd都不会动D无论磁场向上或向下，cd均将向右移动【答案】AD19发

8、电机和电动机的发明使人类步入电气化时代其中电动机依据的物理原理是( )A磁场对电流的作用B磁铁间的相互作用C 惯性定律D万有引力定律【答案】A 20把一小段通电直导线放入磁场中，导线受到安培力的作用。关于安培力的方向，下列说法中正确的是( )A安培力的方向可通过安培定则判定B安培力的方向一定跟磁感应强度的方向垂直，但不一定跟电流方向垂直C安培力的方向、电流方向、磁感应强度方向一定两两垂直D安培力的方向，既跟磁感应强度的方向垂直，又跟电流方向垂直【答案】D21一根通电直导线在某个空间没有受到安培力的作用，那么( )A这个空间一定没有磁场B这个空间可能有方向与电流方向平行的磁场C这个空间可能有方向

9、与电流方向垂直的磁场D以上三种说法都不对【答案】B 22首先对电磁作用力进行研究的是法国科学家安培. 如图所示的装置，可以探究影响安培力大小的因素，实验中如果想增大导体棒摆动的幅度，可能的操作是( )A把磁铁的N极和S极换过来B减小通过导体棒的电流强度IC 电流强度I不变，把接入电路的导线从、两条换成、两条D更换磁性较小的磁铁【答案】C23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。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】C24如图甲所

10、示，长直导线与矩形线框abcd处在同一平面中固定不动，长直导线中通以大小和方向随时间做周期性变化的电流i，it图象如图乙所示，规定图中箭头所指的方向为电流正方向，则在时间内，矩形线框中感应电流的方向和大小，及线框所受安培力的方向，下列判断正确的是( )A始终沿逆时针方向且增大B始终沿顺时针方向，先增大后减小C矩形线框受到的安培力始终向左 D矩形线框受到的安培力先向左后向右【答案】BD25用同样粗细的铜、铝、铁做成三根相同长度的直导线，分别放在电阻不计的光滑水平导轨上，使导线与导轨保持垂直，匀强磁场方向如图所示。用外力使导线向右做匀速运动，且每次外力消耗的功率均相同，则( )A铜导线运动速度最大

11、B铁导线运动速度最大C三根导线上产生的感应电动势相同D在相同时间内，它们产生的热量相等【答案】C26如图所示,水平放置的两条光滑导轨上有可自由移动的金属棒PQ、MN,当PQ在外力作用下运动时,MN在磁场力作用下向右运动,则PQ所做的运动可能是( )A向右加速运动B向左匀速运动C向右减速运动D向左减速运动【答案】C27关于地球磁场的说法中，正确的是( )A地球的地磁北极在地理的南极附近B地球的地磁北极在地理的北极附近C地球的地磁北极与地理的南极重合D地球的地磁两极与地理的两极重合【答案】A28如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向

12、外的电流，则( )A磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用 B磁铁对桌面压力减小，受到桌面的摩擦力作用 C磁铁对桌面压力增大，不受桌面的摩擦力作用 D磁铁对桌面压力增大，受到桌面的摩擦力作用 【答案】A二、填空题29如图所示，一细导体杆弯成四个拐角均为直角的平面折线，其ab、cd段长度均为l1，bc段长度为l2弯杆位于竖直平面内，Oa、段由轴承支撑沿水平放置整个弯杆置于匀强磁场中，磁场方向竖直向上，磁感应强度为B今在导体杆中沿abcd通以大小为I的电流，此时导体杆受到的安培力对O轴的力矩大小等于_。 【答案】BIl1l230长10厘米，通过3安培电流的直导线，放在匀强磁场中，调整它的方向，其

13、受到的磁场力在00.03牛之间变化，则该磁场的磁感应强度为          特。【答案】0.1 31在匀强磁场中，有一段5的导线和磁场垂直，当导线通过的电流是1A时，受磁场的作用力是0.1N，那么磁感应强度B= T；现将导线长度增大为原来的3倍，通过电流减小为原来的一半，那么磁感应强度B= T。【答案】2、232一根长50厘米，质量为200克的直导线ab，用细绳悬挂在磁感强度为0.1特的匀强磁场中，导线所在的竖直平面与磁场垂直。当导线通以_方向、电流强度为_A的电流时，才能使悬线的张力为零。【答案】ab

14、；4033将一通电直导体垂直磁场方向放入某匀强磁场，若只增大电流，则导体受到的安培力将       ；若只减弱磁场，则导体受到的安培力将        。【答案】增加，减小 34在水平面上，水平放置一根20cm长的铜棒，将其两端用软导线与电源连结，当铜棒中通有2A的电流时，且空间存在竖直方向上的磁感应强度大小为的匀强磁场，铜棒处于静止状态，如图所示，则铜棒受到的摩擦力大小为_，方向是_。【答案】0.16N，水平向左 35把长L0.15m的导体棒置于磁感应强度B=1.

15、0×10-2T的匀强磁场中，使导体棒和磁场方向垂直，如图所示若导体棒中的电流I2.0A，方向向左，则导体棒受到的安培力大小F=_N，安培力的方向为竖直向_，(选填“上”或“下”)【答案】3.0×10、下三、计算题36如图，一直导体棒质量为m、长为l、电阻为r，其两端放在位于水平面内间距也为l的光滑平行导轨上，并与之密接；棒左侧两导轨之间连接一可控制的负载电阻（图中未画出）；导轨置于匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨所在平面。开始时，给导体棒一个平行于导轨的初速度v0。在棒的运动速度由v0减小至v1的过程中，通过控制负载电阻的阻值使棒中的电流强度I保持恒定。

16、导体棒一直在磁场中运动。若不计导轨电阻，求此过程中导体棒上感应电动势的平均值和负载电阻上消耗的平均功率。【答案】导体棒所受的安培力为：F=BIl        由题意可知，该力的大小不变，棒做匀减速运动，因此在棒的速度从v0减小到v1的过程中，平均速度为：        当棒的速度为v时，感应电动势的大小为：E=Blv        棒中的平均感应电动势为： 

17、0;           综合式可得：             导体棒中消耗的热功率为：            负载电阻上消耗的热功率为：        由以上

18、三式可得：     37如图，已知E=6V，r=1，ab金属棒的电阻R=2，长为0.5m，B=2T，导轨电阻不计，求开关闭合瞬间，ab棒所受安培力的大小和方向。【答案】由I= F=BIL得F=2N 由左手定则知方向水平向左38载流长直导线周围磁场的磁感应强度大小为BkI/r， 式中常量k0，I为电流强度，r为距导线的距离。在水平长直导线MN正下方，矩形线圈abcd通以逆时针方向的恒定电流，被两根轻质绝缘细线静止地悬挂，如图所示。开始时MN内不通电流，此时两细线内的张力均为T0。当MN通以强度为I1的电流时，两细线内的张力均减小为T1，当MN内电

19、流强度变为I2时，两细线内的张力均大于T0。(1）分别指出强度为I1、I2的电流的方向；(2）求MN分别通以强度为I1、I2的电流时，线框受到的安培力F1与F2大小之比；(3）当MN内的电流强度为I3时两细线恰好断裂，在此瞬间线圈的加速度大小为a，求I3。 【答案】（1）I1方向向左，I2方向向右(2）F1:F2I1:I2(3）I3（ag）T0I1/（T0T1）g，39如图所示，宽度L1 m的足够长的U形金属框架水平放置，框架处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B1 T，框架导轨上放一根质量m0.2 kg、电阻R1.0 的金属棒ab，棒ab与导轨间的动摩擦因数0.5，现用功率恒为6 W的牵引力

20、F使棒ab从静止开始沿导轨运动(ab棒始终与导轨接触良好且垂直)，当棒ab的电阻R产生热量Q5.8 J时获得稳定速度，此过程中，通过棒ab的电荷量q2.8 C(框架电阻不计，g取10 m/s2)问： (1)棒ab达到的稳定速度多大？(2)棒ab从静止到稳定速度的时间多少？【答案】(1)根据题意，牵引力F使棒ab从静止开始沿导轨运动，功率PFv，当金属棒稳定时：FF安mg而F安BIL，又根据闭合电路欧姆定律I，联立以上各式解得v2 m/s.(2)根据法拉第电磁感应定律EBB，因为qtt所以棒ab从静止到稳定速度时运动的距离为s，由能量守恒得：PtQmv2mgs，联立上式解得：t1.5 s.40如

21、图所示，固定的水平光滑金属导轨，间距为L，左端接有阻值为R的电阻，处在方向竖直，磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m的导体棒与固定弹簧相连，放在导轨上，导轨与导体棒的电阻均可忽略。初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有水平向右的初速度。在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。(1）求初始时刻导体棒受到的安培力。(2）若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时，弹簧的弹力势能为，则这一过程中安培力所做的功W1和电阻R上产生的焦耳热Q1分别为多少？(3）导体棒往复运动，最终将静止于何处？从导体棒开始运动直到最终静止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q为多少？【答案】1）初始时刻棒中感

22、应电动势，棒中感应电流，作用于棒上的安培力，联立解得，安培力方向：水平向左；(2）由功和能的关系，得安培力做功，电阻R上产生的焦耳热；(3）由能量转化平衡条件等，可判断：棒最终静止于初始位置 。 41如图所示，在倾角都为的光滑导轨上，放一根长为l、质量为m的金属棒ab，在通电金属棒所在空间存在磁感应强度为B、方向竖直向上的匀强磁场，金属棒ab在磁场中处于静止状态，则金属棒ab中的电流大小为多大？方向如何？【答案】F安= 又F安=mgtg 由可得： 方向：由b指向a42在赤道上的地磁场可以看成沿南北方向的匀强磁场，磁感应强度的大小0.5×10-4T。如果在赤道上有一根沿东西方向的直导线，长为20m，导线中通有从东到西的电流10A。地磁场对着根导线作用有多大？方向如何？【答案】电流方向和磁感应强度方向垂直，由磁感应强度公式得： 由安培定则（左手）知，电流所受的地磁场力方向指向地心。43如图甲，在水平桌面上固定着两根相距20 cm、相互平行的无电阻轨道PQ和轨道一端固定