高二物理人教新课标选修31第三章第4节磁场对通电导线的作用

1、高二物理人教新课标版选修3-1第三章第4节磁场对通电导线的作用力同步练习答题时间：45分钟 1. 如下图，在匀强磁场中放有以下各种形状的通电导线，电流为I，磁感应强度为B，那么各导线所受到的安培力分别是_、_、_、_、_。 2. 一根容易形变的弹性导线，两端固定。导线中通有电流，方向如图中箭头所示。当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图中正确的选项是 3. 一根长为的通以2A电流的导线，放在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，受到磁场力的大小可能是 NB. 0.2NC. 0.1ND. 0 4. 电流表中蹄形磁铁和铁芯间的磁

2、场是均匀分布的，当线圈中通入恒定电流时，线圈将发生转动，电流表的指针也随之偏转，最后停在某一偏角位置上，那么在偏转过程中随着偏转角度的增大 A. 线圈受到的安培力的力矩将逐渐增大B. 线圈受到安培力的力矩将逐渐减小C. 线圈所受安培力的力矩不变D. 电流表中螺旋弹簧产生的阻碍线圈转动的力矩将逐渐增大 5. 一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，当两线圈通以如下图的电流时，从左向右看，那么线圈L1将 A. 不动B. 顺时针转动C. 逆时针转动D. 向纸面内平动 6. 如下图，用两根轻细金属丝将质量为m，长为l的金属棒ab悬挂在c、d两处，置于匀强磁

3、场内。当棒中通以从a到b的电流I后，两悬线偏离竖直方向角处于平衡状态。为了使棒平衡在该位置上，所需的磁场的最小磁感应强度的大小、方向为 A. ，竖直向上B. ，竖直向下C. ，平行悬线向下D. ，平行悬线向上 7. 质量为m、长度为L的导体棒MN静止于水平导轨上，通过MN的电流为I，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与导轨平面成角斜向下，如下图。求棒MN所受的支持力和摩擦力。 8. 在倾角为的光滑斜面上，置一通有电流I，长为L，质量为m的导体棒，如下图。试问：1欲使棒静止在斜面上，外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值和方向。2欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力，外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向。

4、 9. 一根通有电流I1的长直导线OO竖直放置，另有一矩形导线框abcd的平面放在竖直平面内，通有如下图的电流。到abcd平面的距离为4r，边长，且ab和cd两边所在处的磁感应强度大小均为B由I1产生。求ab和cd所受安培力的大小，并说明方向。 10. 在原子反响堆中抽动液态金属导电液，由于不允许传动机械局部与这些液体相接触，常使用一种电磁泵，如下图是这种电磁泵的结构，将导管置于磁场中，当电流I穿过导电液体时，场中导电液体即被驱动，假设导管的内截面积为，磁场区域的宽度为l，磁感应强度为B，液态金属穿过磁场区域的电流为I，方向如下图时，求驱动所产生的压强是多大？ 1. A：F=BIlcosB：F

5、=BILC：D：E：F=0解析：此题考查对安培力大小计算公式的正确理解，为磁场在垂直导线电流方向上的分量。或者，其中为垂直于磁场方向的有效长度。A图中，这时不能死记公式而写成了，而要理解公式本质是有效长度或有效磁场。B图中BI，不管导线怎么放，也在纸平面内，故F=BIL。C图中两根导线组成的折线abc，整体受力实质上是两局部直导线分别受力的矢量和，其有效长度为直线ac，故。同理D图中，从ab的半圆形电流，分析圆弧上对称的每一小段电流，受力抵消合并后，其有效长度为ab，F=2BIR。闭合的通电线圈受安培力为零，E图中，F=0。 2. D解析：此题考查左手定那么的应用。没有磁场时通电导线是直的，当

6、加上竖直向上的磁场时，由于磁感应强度B的方向与电流方向平行，导线不受安培力，不会弯曲A图错误；加上水平向右的匀强磁场，根据左手定那么，电流所受的安培力应垂直纸面向里，B图弯曲方向错误；同理，C图中电流受的安培力向右，因此C图中导线弯曲方向错误；D图正确。 3. BCD解析：根据安培力的定义，当磁感应强度B与通电电流I方向垂直时，磁场力有最大值为F=BIL=。当两方向平行时，磁场力有最小值为0，随二者方向夹角的不同，磁场力大小可能在0.2N与0之间。 4. CD解析：线框偏转过程中，磁场总是与线框平行的，电流又恒定，故磁力矩不变，但弹力矩随偏角增大而增大，所以C、D正确。 5. B解析：方法一：

7、利用结论法。环形电流L1、L2之间不平行，那么必有相对转动，直到两环形电流同向平行为止，据此可得L1的转动方向应是：从左向右看线圈L1顺时针转动。方法二：直线电流元法。把线圈L1沿转动轴分成上下两局部，每一局部又可以看成无数直线电流元，电流元处在L2产生的磁场中，据安培定那么可知各电流元所在处磁场向上，据左手定那么可得，上部电流元所受安培力均指向纸外，下部电流元所受安培力指向纸内，因此从左向右看线圈L1顺时针转动。 6. D解析：要求所加磁场的磁感应强度最小，应使棒平衡时所受的安培力有最小值。由于棒的重力恒定，悬线拉力的方向不变，由画出的力三角形可知，安培力的最小值为，即，得。所加磁场的方向应

8、平行于悬线向上。 7. 解析：棒受力情况如下图，由平衡条件；水平方向竖直方向且解得， 8. 1方向垂直斜面向上2方向水平向左解析：此题属于电磁学和静力学综合题，研究对象为通电导体棒，所受力为重力mg、弹力N、安培力F，属于三个共点力的平衡问题。要使棒对斜面无压力，那么棒不受斜面的支持力，此时应有安培力与重力相平衡，导体棒只受两个力作用。1棒在斜面上处于静止状态，故受力平衡。棒共受三个力作用；重力大小为mg，方向竖直向下；弹力垂直于斜面，大小随磁场力的变化而变化；磁场力始终与磁场方向及电流方向垂直，大小随方向不同而改变，但由平衡条件知：斜面弹力与磁场力的合力必与重力mg等大反向，故当磁场力方向与弹力方向垂直即沿斜面向上时，安培力最小，所以，由左手定那么知：B的方向应垂直斜面向上。2棒静止在斜面上，又对斜面无压力，那么棒只受两个力作用，即竖直向下的重力mg和磁场力F作用，由平衡条件知F=mg，且磁场力F的竖直向下，所以，故，由左手定那么知B的方向水平向左。 9. ，方向沿Oa向外背离，方向沿dO向里指向解析：先把立体图改画成相应的俯视平面图从O向看如下图，虽然I1