通电导线在磁场中受力的典型例题(练习版)

1、精选文档典例1：磁场对通电导线的作用力典例1：考察概念。下列关于通电直导线在磁场中受磁场力的说法中，正确的是A导线所受磁场力的大小只跟磁场的强弱和电流的强弱有关B导线所受磁场力的方向可以用左手定则来判定C导线所受磁场力的方向跟导线中的电流方向、磁场方向都有关系D假如导线受到的磁场力为零，导线所在处的磁感应强度肯定为零E安培力的方向可以不垂直于直导线F安培力的方向总是垂直于磁场的方向G安培力的大小与通电导线和磁场方向的夹角无关H将直导线从中折成直角，安培力的大小肯定变为原来的一半典例2：关于通电导线所受安培力F的方向，磁场B的方向和电流I的方向之间的关系，下列说法正确的是A. F、B、I三者必需

2、保持相互垂直B. F必需垂直B、I，但B、I可以不相互垂直C. B必需垂直F、I，但F、I可以不相互垂直D. I必需垂直F、B，但F、B可以不相互垂直典例3：下列各图中，表示磁场方向、电流方向及导线所受安培力方向的相互关系，其中正确的是（）A.   B.  C.  D. E.  F  G  H 典例4：如图所示一边长为L底边，BC的电阻R，是两腰AB、AC的电阻RAB、RAC的两倍（RBC=2RAB=2RAC）的正三角形金属框放置在磁感应强度为B的匀强磁场中。若通以图示方向的电流且已知从B端流人的总电流强度为I，则

3、金属框受到的总磁场力的大小为A0 BBILC D2 BIL易错训练：如图所示，导线框中电流为I，导线框垂直于磁场放置，匀强磁场的磁感应强度为B，AB与CD相距为d，则MN所受安培力大小为（）AF=BId BF=BIdsin CF=BId/sin D F=BIdcos2、 安培力作用下的运动常用方法：等效法、电流元法1、特殊值法2、推论法、转换争辩对象法典例1：如图所示，用绝缘细线悬挂一个导线框，导线框是由两同心半圆弧导线和直导线ab、cd（ab、cd在同一条水平直线上）连接而成的闭合回路，导线框中通有图示方向的电流，处于静止状态。在半圆弧导线的圆心处沿垂直于导线框平面的方向

4、放置一根长直导线P当P中通以方向向外的电流时典例1图 典例2图 A导线框将向左摇摆B导线框将向右摇摆C从上往下看，导线框将顺时针转动D从上往下看，导线框将逆时针转动典例2：如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动，当导线通过图示方向电流I时，导线的运动状况是（从上往下看）（）A 顺时针方向转动，同时下降 B顺时针方向转动，同时上升C逆时针方向转动，同时下降 D逆时针方向转动，同时上升典例3：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 

5、;MN 平行，若直导线中的顺时针的电流，关于 MN 的磁场对线框的作用，下列叙述正确的是： 变式训练1图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变式训练1：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，指向右边典例4：（单选题）如图4所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在其右上方固定一根与磁铁垂直的长直导

6、线，若向导线通有方向如图示的电流时，通电后磁铁仍不动，则：  A磁铁对桌面的压力大于磁铁的重力，且磁铁受到向右的摩擦力B磁铁对桌面的压力大于磁铁的重力，且磁铁受到向左的摩擦力C磁铁对桌面的压力小于磁铁的重力，且磁铁受到向右的摩擦力D磁铁对桌面的压力小于磁铁的重力，且磁铁受到向左的摩擦力典例5：（2014浙江）如图1，两根光滑平行导轨水平放置，间距为L，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒从t=0时刻起，棒上有如图2的持续交变电流I、周期为T，最大值为Im，图1中I所示方向为电流正方向则金属棒（  ）A.始终向右移动 

7、;  B.速度随时间周期性变化C.受到的安培力随时间周期性变化   D.受到的安培力在一个周期内做正功 三、安培力作用下的平衡问题分析典例1：如图所示，质量为m、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于水平轴上，并处于匀强磁场中。当导线中通以沿x正方向的电流I，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为。则磁感应强度的最小值及对应的方向为A ，y轴正向: B，z轴负向 C，沿悬线向下 D，沿悬线向上典例2：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中通有稳恒电流，棒处于平衡，并且弹簧的弹力恰

8、好为零若电流大小不变而方向相反，则()A每根弹簧弹力的大小为mgB每根弹簧弹力的大小为2mgC弹簧形变量为mg/kD弹簧形变量为2mg/k典例3：如图所示，在倾角为a的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L，质量为m的直导体棒当导体棒中的电流I垂直纸面对里时，欲使导体棒静止在斜面上，可加一平行于纸面的匀强磁场，当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向由垂直斜面对上沿逆时针转至水平向左的过程中，下列关于B的大小变化的说法中，正确的是（）A渐渐增大B渐渐减小C先减小后增大D先增大后减小变式训练：（单选题）如图所示，在倾角为的光滑斜面上，垂直纸面放置一根直导体棒，在导体棒中通有垂直纸面对里的电流，图中a点在导

9、体棒正下方，b点与导体棒的连线与斜面垂直，c点在a点左侧，d点在b点右侧。现欲使导体棒静止在斜面上，下列措施可行的是（ ）A在a处放置一电流方向垂直纸面对里的直导体棒B在b处放置一电流方向垂直纸面对里的直导体棒C在c处放置一电流方向垂直纸面对里的直导体棒D在d处放置一电流方向垂直纸面对里的直导体棒:典例4：如图所示，质量为m=0.04kg的导电细杆ab置于倾角为=30°的平行放置的导轨上，导轨宽为d=0.4m，细杆ab与导轨垂直，导轨所在区域存在垂直导轨平面对下的匀强磁场，磁感应强度为B=1T，已知电源电动势E=1.5V，内阻r=0.2，导轨和细杆的电阻均忽视不计（g取10m/s2）

10、（1）若导轨光滑，为保证释放细杆后ab保持静止不动，则滑动变阻器接入电路的阻值是多大？（2）若导轨粗糙，且与细杆的动摩擦因数=3/6，为保证释放细杆后ab仍保持静止不动，则通过细杆的电流范围是多少？（已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力）变式训练1：如图所示，PQ和MN为水平放置的光滑的平行金属导轨，间距为l=1.0m，导体棒ab垂直跨放在导轨上，棒的质量为m=2kg，棒的中点用细绳经轻滑轮与质量为M=0.2kg的物体相连，物体M放在倾角为=30°的固定的斜面上，与M连接的轻绳与斜面平行。整个装置区域存在一个方向与导体棒垂直且与水平面的夹角=53o斜向左上方的匀强磁场，重力加速度g取10m

11、/s2。变式训练1：若磁感应强度B=0.5T，物块M与斜面之间的动摩擦因素，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，要保持导体棒ab静止不动，应当在棒中通入电流的范围？电流的方向如何？(? )变式训练2：（15分）如图所示，PQ和MN为水平放置的平行金属导轨，间距为l=1.0m，导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量为m=20g，棒的中点用细绳经轻滑轮与物体c相连，物体c的质量M=30g。在垂直导轨平面方向存在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场，磁场方向竖直向上，重力加速度g取10m/s2。（1）若导轨是光滑的，为了使物体c能保持静止，应当在棒中通入多大的电流？电流的方向如何？（2）若导轨是粗糙的，且

12、导体棒与导轨间的最大静摩擦力为导体棒ab重力的0.5倍，若要保持物体c静止不动，应当在棒中通入多大的电流？电流的方向如何？四：安培力的应用典例1：电磁炮的基本原理如图所示，把待放射的炮弹（导体）放置在强磁场中的两条平行导轨（导轨与水平方向成角）上，磁场方向和导轨平面垂直，若给导轨以很大的电流I，使用权炮弹作为一个载流导体在磁场的作用下，沿导轨作加速运动，以某一速度放射出去，已知匀强磁场的磁感应强度为B，两导轨间的距离为L，磁场中导轨的长度为S，炮弹的质量为m，炮弹和导轨间摩擦以及炮弹本身的长度均不计，试求炮弹离开炮口时的速度变式训练1：依据磁场对电流会产生作用力的原理，人们研制出一种新型的放射

13、炮弹的装置电磁炮，其原理如图所示：把待发炮弹（导体）放置在强磁场中的两平行导轨上，给导轨通以大电流，使炮弹作为一个通电导体在磁场作用下沿导轨加速运动，并以某一速度放射出去。现要提高电磁炮的放射速度，你认为下列方案在理论上可行的是A增大磁感应强度B的值B增大电流I的值C减小磁感应强度B的值D转变磁感应强度B的方向，使之与炮弹前进方向平行典例2：如图所示为一电流表的原理示意图。质量为m的均质细金属棒MN的中点处通过一挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连，绝缘弹簧劲度系数为k.在矩形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面对外。与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数，MN的长度大

14、于 。当MN中没有电流通过且处于平衡状态时，MN与矩形区域的cd边重合；当MN中有电流通过时，指针示数可表示电流强度。1)当电流表示数为零时，弹簧伸长多少？(重力加速度为g)(2)若要电流表正常工作，MN的哪一端应与电源正极相接？(3)若k2.0N/m，0.20m，0.050m，B0.20T，此电流表的量程是多少？(不计通电时电流产生的磁场的作用)(4)若将量程扩大2倍，磁感应强度应变为多大？典例4：图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。所用部分器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E为直流电源；R为电阻箱；A为电流表；S为开关。此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。（1