磁场对通电导线的作用 同步练习- 高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

磁场对通电导线的作用一、选择题1．下列说法正确的是（）A．通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用B．运动电荷在某处不受洛伦兹力，则该处的磁感应强度一定为0C．带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的周期与轨道半径成正比D．通电直导线在磁场中受到的安培力方向一定与磁场方向垂直2．在磁场中的同一位置放置一条直导线，导线的方向与磁场方向垂直。先后在导线中通入不同的电流，导线所受的力也不一样，图中几幅图像表现的是导线受的力F与通过的电流I的关系。a，b各代表一组F、I的数据。正确的是（）ABCD3．如图所示，两平行直导线通有同向电流I1、I2，下列判断正确的是（）A．两导线之间存在着静电斥力作用B．两导线之间存在着相互排斥的磁力作用C．导线2受到电流I1和I2共同产生的磁场的作用力D．导线2上PQ段受到的磁场力由整根导线1产生的磁场所施加4．如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，垂直斜面放置一根长为L、质量为m的直导线。当通以电流I时，欲使导体静止在斜面上，外加匀强磁场B的大小和方向应是（）A．，方向垂直斜面向上B．，方向垂直斜面向下C．，方向竖直向上D．，方向水平向右5．如图所示，两根相同的轻质弹簧竖直悬挂在天花板下方，两弹簧下端连接一导体棒，导体棒处于磁感应强度大小为1.0T、宽度为10cm的有界匀强磁场中，当给导体棒通以2A的电流，平衡时发现弹簧的伸长量是不通电流时的2倍。若弹簧始终处于弹性限度内，导体棒一直处于水平，重力加速度大小为10m/s2，则导体棒的质量为（）A．50g B．20g C．5g D．2g6．如图所示，导线框ABC由直线AB和四分之一圆弧BC组成，用柔软导线悬吊处于静止状态，经过A、C的水平线下方有垂直于ABC所在平面向里的匀强磁场，现给导线框ABC通以如图所示方向的电流，则导线框受到的安培力方向（）A．竖直向上 B．竖直向下 C．斜向右下 D．斜向左上7．如图，由均匀的电阻丝组成的等边三角形导体框，垂直磁场放置，将AB两点接入电压恒定的电源两端，通电时电阻丝AC段受到的安培力为F，则此时三根电阻丝受到的安培力的合力大小为（）A．F B．2F C．3F D．4F8．将通电直导线折成互相垂直的ab和bc两段，放在水平向右的匀强磁场中，当导线如图所示固定放置时，两段导线受到的安培力大小相等，ab段与磁场方向的夹角为53°，bc段与磁场方向的夹角为37°。若将磁场在纸面内转过90°，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，此时ab段导线与bc段导线受到的安培力大小之比为（）A．1：1 B．3：4 C．9：16 D．16：99．在竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，有一质量为m、长度为L的金属棒MN，两端由等长的轻质细线竖直悬挂。若棒中通以恒定电流，金属棒从静止开始向上摆动，摆动过程中始终保持水平，最高摆到θ=45°的位置，如图所示。不计空气阻力，则金属棒从静止开始摆到最高位置的过程，下列说法中正确的是（）A．金属棒MN中电流的方向为从M流向NB．细线的拉力先增大后减小C．金属棒MN中的恒定电流D．安培力对金属棒MN所做的功为10．如图甲所示，在竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m、长为L的金属棒MN两端由两根等长的绝缘轻质细线水平悬挂起来，细线长度也为L。当棒中通以恒定电流I后，金属棒向右摆起后两悬线与竖直方向夹角的最大值θ=60°，截面图如图乙所示，已知重力加速度为g，不计空气阻力，则下列说法中正确的是（）A．电流由N流向MB．磁感应强度C．金属棒在最高位置时，两细线的拉力之和等于mgD．金属棒从最低位置运动到最高位置的过程中，重力对其做的功为mgL二、填空及探究题11．如图所示的匀强磁场，磁感应强度为0.2T，通电直导线与磁场方向垂直，导线长度为0.2m，导线中电流为1A．该导线所受安培力的大小为N．12．匀强磁场中有一根长度为0.5m重力为5N垂直于纸面水平放置的导体棒，用细线悬挂于O点。当导体棒通入方向垂直纸面向内的4A电流时，处于如图所示的静止状态，图中细线与竖直方向成30°夹角。磁场磁感应强度的最小值为T，方向是。按照如图所示进行实验。

（1）分别接通“1、4”和“2、3”，导线偏转的角度不同，说明导线受到的力的大小与

有关。

（2）只上下交换磁极的位置以改变磁场方向，导线受力的方向

（选填“改变”或“不改变”）。

（3）只改变导线中电流的方向，导线受力的方向

（选填“改变”或“不改变”）。

（4）通过实验说明：安培力的方向与磁场方向、电流方向之间的关系满足

。三、计算题14．把一根长L=10cm的导线垂直磁感线方向放入如图所示的匀强磁场中，

（1）当导线中通以I1=1A的电流时，导线受到的安培力大小为1.0×10-7N，则该磁场的磁感应强度为多少？

（2）若该导线中通以I2=2A的电流，则此时导线所受安培力大小是多少？方向如何？15．如图所示，在一个范围足够大、磁感应强度B=0.40T的水平匀强磁场中，用绝缘细线将金属棒吊起使其呈水平静止状态，且使金属棒与磁场方向垂直。已知金属棒长L=0.20m，质量m=0.02kg，g取10m/s3，求：

（1）若通以如图所示电流，判断金属棒受到的安培力方向：

（2）若棒中电流I=2.0A，此时金属棒受到的安培力大小；

（3）若要使细线拉力恰好为零，应该增大还是减小此时的电流？请简单解释。16．如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.40m，金属导轨所在的平面与水平面的夹角θ=37°，在导轨所在平面内分布着磁感应强度大小B=0.50T、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E=12V、内阻r=0.50Ω的直流电源，现把一个质量m=0.080kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好保持静止，导