安培力习题附答案

物理同步·选修3-1 学而不思则罔，思而不学则殆！

第16讲 安培力

❖ 基本知识

1．左手平展，使大拇指与其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内。把左手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心（手心对准N 极，手背对准S 极，四指指向电流方向（既正电荷运动的方向），则拇指的方向就是导体受力方向。

2．电流元分析法：把整段电流等分为很多段直线电流元，先用左手定则判断出小段电流元受到的安培力的方向，再判断整段电流所受的安培力的合力方向，从而确定导体的运动方向。

3．特殊位置分析法：把通电导线转到一个便于分析的特殊位置后判断其安培力方向，从而确定运动方向。 4．等效分析法：环形电流可以等效为小磁针；通电螺线管可以等效为多个环形电流或条形磁铁。

5．推论分析法：两通电导线平行时，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥；通电导线不相互平行时，有转到相互平行且方向相同的趋势。 ❖ 基础题

1、画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向。

2、如图，长为2L 的直导线折成边长相等，夹角为60°的V 形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B ．当在该导线中通以电流强度为I 的电流时，该V 形通电导线受到的安培力大小为( ) A ．0 B ．0.5BIL C ．BIL D ．2BIL

3、如图所示，匀强磁场中有一通以方向如图的稳恒电流的矩形线圈abcd ，可绕其中心轴OO′转动，则在转动过程中( )

A ．ad 和bc 两边始终无磁场力作用

B ．cd 、ba 两边受到的磁场力的大小和方向在转动过程中不断变化

C ．线框受的磁场力在转动过程中合力始终不为零

D ．ab 、cd 两边受到的磁场力的大小和方向在转动过程中始终不变

4、设电流计中的磁场为均匀辐向分布的磁场如图甲所示，图(乙)中abcd 表示的是电流计中的通电线圈.ab=cd=1cm ，ad=bc=0.9cm,共有50匝，线圈两边所在位置的磁感应强度为0.5 T 。已知线圈每偏转1°，弹簧产生的阻碍线圈偏转的力矩为2.5×10-8 N·m 。求： (1) 当线圈中通有0.6 mA 的电流时，线圈偏转的角度； (2) 当线圈转过90°时，该电流表中通过的电流。

5、如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，放置一根长为L ，质量为m ，通过电流为I 的导线，若使导线静止，应该在斜面上施加匀强磁场B 的大小和方向为( )

A IL mg

B α

sin =

．，方向垂直于斜面向下 B IL mg B α

sin =．，方向垂直于斜面向上

C IL mg B α

tan =．，方向竖直向下

D IL

mg B α

sin =．，方向水平向右

6、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

7

、如图所示，一段导线abcd 位于磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，且与磁场方向（垂直于纸面向里）垂直．线段ab 、bc 和cd 的长度均为L ，且∠abc=∠bcd =135°．流经导线的电流为I ，方向如图中箭头所示．求

导线abcd 所受到的磁场的作用力的合力的大小和方向。

8、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与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向里的电流，则( )

A ．磁铁对桌面压力增加且不受桌面的摩擦力作用

B ．磁铁对桌面压力增加且受到桌面的摩擦力作用

C ．磁铁对桌面压力减小且不受桌面的摩擦力作用

D ．磁铁对桌面压力减小且受到桌面的摩擦力作用

9、一个可以自由运动的线圈L 1和一个固定的线圈L 2互相绝缘垂直放置，且两个线圈圆心重合，当两线圈通入如图所示的电流时，从左向右看线圈L 1将( ) A ．不动 B ．逆时针转动 C ．顺时针转动 D ．向纸面外运动

10、如图所示，两根互相绝缘、垂直放置的直导线ab 和cd ，分别通有方向如图的电流，若通电导线ab 固定不动，导线cd 能自由运动，则它的运动情况是( ) A ．顺时针转动，同时靠近导线ab B ．顺时针转动，同时远离导线ab C ．逆时针转动，同时靠近导线ab D ．逆时针转动，同时远离导线ab

11、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,导线的运动情况是(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

12、质量为m 、长度为L 的导体棒MN 静止在水平导轨上，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θ角斜向下，如图所示，求MN 棒受到的支持力和摩擦力．

13、如图所示，在同一水平面上的两根导轨相互平行，并处在竖直向上的匀强磁场中，一根质量为3.6 kg ，有效长度为2 m 的金属棒放在导轨上．当金属棒中的电流为5 A 时，金属棒做匀速直线运动；当金属棒中的电流增加到8 A 时，金属棒的加速度为2 m/s 2，求磁场的磁感应强度的大小．

14、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6×10－

2 kg 的通电直导线，电流I ＝1 A ，方向垂直纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动，整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4 T ，方向竖直向上的磁场中，设t ＝0，B ＝0，则需要多长时间斜面对导线的支持力为零？(g 取10 m/s 2)

参考答案

1、略

2、C

3、D

4、(1)54°(2)1.0×10-3 A

5、AC

6、C 7ILB )12( 、方向沿纸面向上，大小为 8、A

9、

C

10

、

C

11、C 12、MN 棒受到的支持力的大小为Fsinθ；方向为：水平向左．摩擦力的大小为

mg+Fcosθ，方向为：竖直向上． 13、1.2T 14、10s