高中物理 3.4通电导线在磁场中受到的力课时精炼 新人教版选修3-1

1、 【金版教程】2016年高中物理 3.4通电导线在磁场中受到的力课时精炼 新人教版选修3-112014·课标全国卷关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是()A. 安培力的方向可以不垂直于直导线B. 安培力的方向总是垂直于磁场的方向C. 安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关D. 将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半答案：B解析：由左手定则可知，安培力的方向一定与磁场方向和直导线垂直，选项A错、B正确；安培力的大小FBILsin与直导线和磁场方向的夹角有关，选项C错误；将直导线从中点折成直角，假设原来直导线与磁场方向垂直，若折成直角后一段与磁场

2、仍垂直，另一段与磁场平行，则安培力的大小变为原来的一半，若折成直角后，两段都与磁场垂直，则安培力的大小变为原来的，因此安培力大小不一定是原来的一半，选项D错误。2. 如图所示，把轻质导电线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面，当线圈内通入如图方向的电流后，则线圈()A. 向左运动 B. 向右运动C. 静止不动 D. 无法确定答案：A解析：解法一：等效法。把通电线圈等效成小磁针。由安培定则，线圈等效成小磁针后，左端是S极，右端是N极，异名磁极相吸引，线圈向左运动。解法二：电流元法。如图所示，取其中的上、下两小段分析，根据其中心对称性线圈所受安培力的合力水平向左

3、，故线圈向左运动。3. 如图所示，台秤上放一光滑平板，其左端固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时台秤的示数为FN1。现在磁铁上方中心偏右位置固定一通电导线，当通以如图所示电流后，台秤的示数为FN2，则下列说法中正确的是()A. FN1>FN2，弹簧长度将变长B. FN1>FN2，弹簧长度将变短C. FN1<FN2，弹簧长度将变长D. FN1<FN2，弹簧长度将变短答案：A解析：根据左手定则可以判定导线受到的安培力的方向左偏下，由牛顿第三定律可知，磁铁受到电流的反作用力的方向右偏上，电流对磁铁作用力的竖直分力使磁铁对台秤的压力减小，水平分力使弹簧弹力增大

4、，弹簧长度增大，故选项A正确。4. 有一个轻质柔软的金属弹簧，全长为l0，如图所示。当通入电流I后，弹簧的长度为l，则l与l0的关系为()A. ll0 B. ll0C. ll0 D. 无法判断答案：B解析：本题考查通电导线间的相互作用规律，可有两种思路解答本题。一是据直导线间的相互作用规律判断：相邻导线间的电流方向相同，故应该相互吸引，从而会使弹簧的总长度l变短，l<l0。二是应用等效法：环形电流等效成取向一致的小磁针，等效法的思想如图所示：据磁极间的相互作用规律判断出导线环间都应相互吸引，从而有l<l0。5. 如图所示，导线框中电流为I，导线框垂直于磁场放置，磁感应强度为B，AB

5、与CD相距为d，则MN所受安培力大小为()A. FIBdB. FIBdsinC. FD. FIBdcos答案：C解析：MN与磁场方向垂直，并且MN的长度为，所以FILB。6. 2015·温州高二检测如图所示，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线水平吊起通电直导线A。A与螺线管垂直，A导线中电流的方向垂直于纸面向里，电键S闭合后，A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是()A. 水平向左 B. 水平向右C. 竖直向下 D. 竖直向上答案：C解析：由安培定则判定通电螺线管上方磁场方向水平向右，再由左手定则判定通电直导线所受安培力的方向是竖直向下，C对。7. 直导线AB与圆线

6、圈的平面垂直且隔有一小段距离，直导线固定，线圈可以自由运动。当通有如图所示的电流时(同时通电)，从左向右看，线圈将()A. 顺时针转动，同时靠近直导线ABB. 顺时针转动，同时离开直导线ABC. 逆时针转动，同时靠近直导线ABD. 不动答案：C解析：先用安培定则判断出导线AB右侧的磁场方向向里，因此，线圈内侧受力向下，外侧受力向上，从左向右看应逆时针方向转动；在转动过程中，AB与线圈左侧吸引，与线圈右侧排斥，由于线圈左侧离AB较近，则引力大于斥力，所以线圈靠近导线AB。故选项C正确。8. 2012·海南高考(多选)图中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

7、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。当电磁铁线圈两端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。下列说法正确的是()A. 若a接正极，b接负极，e接正极，f接负极，则L向右滑动B. 若a接正极，b接负极，e接负极，f接正极，则L向右滑动C. 若a接负极，b接正极，e接正极，f接负极，则L向左滑动D. 若a接负极，b接正极，e接负极，f接正极，则L向左滑动答案：BD解析：若a接正极，b接负极，则根据安培定则可知线圈之间产生向上的磁场，e接正极，f接负极，L中将通有向外的电流，根据左手定则可知L向左运动，A错；若a接正极，b接负极，则根据安培定则可

8、知线圈之间产生向上的磁场，e接负极，f接正极，L中将通有向里的电流，根据左手定则可知L向右运动，B正确；若a接负极，b接正极，则根据安培定则可知线圈之间产生向下的磁场，e接正极，f接负极，L中将通有向外的电流，根据左手定则可知L向右运动，C错；若a接负极，b接正极，则根据安培定则可知线圈之间产生向下的磁场，e接负极，f接正极，L中将通有向里的电流，根据左手定则可知L向左运动，D正确。9. 如图所示，两根垂直纸面、平行且固定放置的直导线M和N，通有同向等值电流；沿纸面与直导线M、N等距放置另一根可自由移动的通电导线ab，则通电导线ab在安培力作用下运动的情况是()A. 沿纸面逆时针转动B. 沿纸

9、面顺时针转动C. a端转向纸外，b端转向纸里D. a端转向纸里，b端转向纸外答案：D解析：根据长直导线周围磁场的分布规律和矢量合成法则，可以判断两电流M、N连线上方处磁场方向水平向右，ab上半段所受安培力垂直于纸面向里，两电流M、N连线下方处磁场方向水平向左，ab下半段所受安培力垂直于纸面向外，所以a端转向纸里，b端转向纸外，选项D正确。10. 2014·日照期末(多选)如图所示，质量为m、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于O、O之间，导线水平并处于匀强磁场中，当导线中通以沿x轴正方向的电流I，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为，则磁感应强度方向和大小可能为()A. 沿y轴正向，

10、B. 沿z轴负向，C. 沿z轴正向， D. 沿悬线向上，答案：AB解析：当磁感应强度方向沿y轴正向并且细线拉力为零时，BILmg，B，选项A正确；当磁感应强度方向沿z轴负向时，由共点力的平衡条件可知，BILmgtan，B，选项B正确；当磁感应强度方向沿z正向或沿悬线向上时，导线不可能平衡，选项C、D错误。11. 如图所示的两条长直导线AB和CD相互垂直，其中AB固定，CD可以以其中心为轴自由转动或平动，彼此相隔一段很小的距离，当分别通以图示方向的电流I时，CD的运动情况是()A. 顺时针方向转动、同时靠近导线ABB. 顺时针方向转动、同时离开导线ABC. 逆时针方向转动、同时靠近导线ABD. 逆时针方向转动、同时离开导线AB答案：C解析：导线AB左边的磁场方向向外，右边的磁场方向向里，所以导线CD左侧所受安培力方向向下，右侧所受安培力方向向上，CD将逆时针转动，当转动90°时，CD与AB为平行同向电流，相互吸引，故选项C正确。12. 2015·孝感高二检测如图所示，在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4 m，质量为6×102 kg的通电直导线，电流I1 A，方向垂直纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动，整个装置处在磁感应强度每秒增加