3.4磁场对通电导线的作用力课时练
磁场对通电导线的作用力课时练习题(含答案)
磁场对通电导线的作用力课时练习题(含答案)第三章第4节1．如图3－4－18所示，直导线处于足够大的磁场中，与磁感线成θ＝30°角，导线中通过的电流为I，为了增大导线所受的安培力，可采取的办法是()图3－4－18A．增大电流IB．增加直导线的长度C．使导线在纸面内顺时针转30°角D．使导线在纸面内逆时针转60°角答案：ABD2.在xOy水平面中有一通电直导线与y轴平行，导线中电流方向如图3－4－19所示，该区域有匀强磁场，通电导线所受磁场力的方向与Oz 轴正方向相同，该磁场的磁感应强度的方向是()图3－4－19A．沿x轴负方向且一定沿x轴负方向B．一定沿y轴负方向C．可能沿z轴正方向D．可能沿x轴负方向答案：D3.把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来，使它的下端刚好跟杯里的水银面接触，并使它组成如图3－4－20所示的电路，当开关S接通后，将看到的现象是()图3－4－20A．弹簧只向上收缩B．弹簧只向下伸长C．弹簧上下振动D．弹簧仍静止不动解析：选 C.通电后，弹簧的每一个圈都相当于一个环形电流，且各圈的电流绕向相同．任取其中两圈(如图所示)，其相邻两侧一定形成异极性，因此互相吸引(或者，也可把任意两圈的相邻各段，看作两个同向电流而相互吸引)．弹簧的各圈互相吸引后，弹簧收缩，下端脱离水银面，使电路断开．电路断开后，弹簧中的电流消失，吸引作用失去，弹簧在重力作用下伸长．于是，电路又接通，弹簧又收缩，…….如此周而复始，使弹簧上下振动．4.(2008年高考宁夏卷)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3－4－21所示．过c点的导线所受安培力的方向()图3－4－21A．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，指向右边解析：选C.根据直线电流相互作用的规律可知a与c相互吸引，b与c 也相互吸引，所以导线c所受的合力方向一定指向左边且与ab边垂直，故C选项正确．5．如图3－4－22所示，在条形磁铁S极附近悬挂一个圆形线圈，线圈平面与水平磁铁位于同一平面内，当线圈中通以如图所示方向的电流时，线圈将()图3－4－22A．向磁铁平移B．远离磁铁平移C．边转动边向左摆动D．边转动边向右摆动答案：C6.一段通电导线垂直于磁场方向放入匀强磁场中，导线上的电流方向由上自下，如图3－4－23所示．在导线以其中心点为轴逆时针转动180°的过程中，导线受到的安培力()图3－4－23A．大小不变，方向不变B．大小由最大减小到零再增至最大，方向时刻改变C．大小由最大减小到零再增至最大，方向不变D．大小由最大减小到零再增至最大，方向由垂直纸面向外变为垂直纸面向内解析：选D.安培力公式F＝ILBsinθ，导线转动前，电流方向与磁场方向垂直，θ＝90°；当导线转过一个小角度θ后，电流方向与磁场方向不再垂直，安培力变小；当导线转过90°时，电流方向与磁场方向平行，安培力为零．根据左手定则判断知，安培力的方向始终垂直纸面向外；在导体再继续转动90°过程中，安培力由零变到最大，安培力的方向始终垂直纸面向内，选项D正确．7.如图3－4－24所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在磁铁右上方固定一根与磁铁垂直的长直导线．当导线中通以由外向内的电流时()图3－4－24A．磁铁受到向左的摩擦力，磁铁对桌面的压力减小B．磁铁受到向右的摩擦力，且对桌面的压力减小C．磁铁受到向左的摩擦力，且对桌面的压力增大D．磁铁不受摩擦力，对桌面的压力不变解析：选A.此题若从电流产生的磁场入手分析，通电直导线的磁场可以用安培定则判断，但处于磁场中的不是小磁针而是大条形磁铁，其受力如何很难判定，可能会误认为D选项正确．若将思维方式变换一下，先判定条形磁铁在通电导线处的磁场方向；再用左手定则判断通电导线在条形磁铁的磁场中受到的安培力斜向左下方；然后根据牛顿第三定律，磁铁受到通电导线的作用力应斜向右上方．因磁铁受力平衡，所以支持力减小，即对桌面的压力减小，同时受到向左的摩擦力，故A选项正确．8.如图3－4－25所示，在倾角为α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，在导体棒中的电流I垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，下列外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向正确的是()图3－4－25A．B＝mgsinαIL，方向垂直斜面向上B．B＝mgsinαIL，方向垂直斜面向下C．B＝mgcosαIL，方向垂直斜面向下D．B＝mgcosαIL，方向垂直斜面向上解析：选A.由左手定则可知，若要使安培力和物体受到的重力和支持力平衡，磁场的方向应垂直于斜面向上，由平衡条件列方程得：mgsinα＝ILB，解得B＝mgsinαIL，故选A.9．如图3－4－26所示，在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4m．质量为6×10－2kg的通电直导线，电流I＝1A，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0.4T，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10m/s2)图3－4－26解析：支持力为0时导线的受力如图所示，由平衡条件得：F安＝mgtan37°＝6×10－2×100.75N＝0.8N由F安＝BIL得B＝F安IL＝0.81×0.4T＝2T由B＝0.4t得t＝B0.4＝20.4s＝5s.答案：5s10．如图3－4－27所示，两平行光滑导轨相距为L＝20cm，金属棒MN的质量为m＝10g，电阻R＝8Ω，匀强磁场的磁感应强度B＝0.8T，方向竖直向下，电源电动势E＝10V，内阻r＝1Ω，当开关S闭合时，MN恰好平衡，求变阻器R1的取值为多少？设θ＝45°，g取10m/s2. 图3－4－27解析：MN受力分析如图所示，因MN平衡，所以有mgsinθ＝BILcosθ①由闭合电路欧姆定律得I＝ER＋R1＋r②由①②并代入数据得：R1＝7Ω.答案：7Ω11.(2010年广东中山市模拟)如图3－4－28所示，电源电动势为3V，内阻不计，导体棒质量60g，长1m，电阻1.5Ω，匀强磁场竖直向上，B＝0.4T．当开关S闭合后，棒从固定的光滑绝缘环的底端上滑到某一位置静止，试求在此位置上棒对每只环的压力为多少？若已知绝缘环半径0.5m，求此位置与环底高度差为多少？图3－4－28解析：以棒为研究对象，由于棒受力平衡：2FN＝F2＋(mg)2F＝BIL＝BERL解得棒对每只环压力F′N＝FN＝0.5N.又tanθ＝F/mg＝4/3，故h＝R(1－cosθ)＝0.2m.答案：0.5N0.2m12．如图3－4－29所示，PQ和MN为水平平行放置的金属导轨，相距1m，导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量m＝0.2kg，棒的中点用细绳经滑轮与物体相连，物体的质量M＝0．3kg，棒与导轨的动摩擦因数μ＝0.5，匀强磁场的磁感应强度B＝2T，方向竖直向下，为了使物体匀速上升，应在棒中通入多大的电流？方向如何？(g取10m/s2)图3－4－29解析：为使物体匀速上升，必使棒受安培力向左，依左手定则可知电流方向必须为a→b，依ab棒受力平衡可知，F安－μmg－Mg＝0，即BIL＝Mg＋μmg，得I＝Mg＋μmgBL＝0.3×10＋0.5×0.2×102×1A＝2A.答案：2A方向a→b。
高中物理 1. 磁场对通电导线的作用力 课后练习、课时练习
一、单选题(选择题)1. 如图所示，一根粗细均匀、长为L=1m、质量为m=0.01kg的导体棒ab从中点处弯成60°角，将此导体棒放入磁感应强度大小为B=0.4T、方向垂直纸面向外的匀强磁场中，导体棒两端a、b悬挂于两根相同的弹簧下端，弹簧均处于竖直状态．当导体棒中通有I=1A的电流时，两根弹簧比原长各缩短了Δx=0.01m，g取10m/s2，则下列说法中错误的是A．导体中电流的方向为b→a B．每根弹簧的弹力大小为0.1NC．弹簧的劲度系数为k=5N/m D．若导体中不通电流，则弹簧比原长伸长了0.01m2. 如图所示，某同学用玻璃皿在中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极做“旋转的液体的实验”，若蹄形磁铁两极间正对部分的磁场视为匀强磁场，磁感应强度为，玻璃皿的横截面的半径为，电源的电动势为，内阻，限流电阻，玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为，闭合开关后当液体旋转时电压表的示数恒为，则（）A．由上往下看，液体做顺时针旋转B．液体所受的安培力大小为C．闭合开关，液体产生的焦耳热是D．闭合开关后，液体热功率为3. 三块相同的蹄形磁铁并列放置，可以认为磁极间的磁场是均匀的.将一根直导线悬挂在磁铁两极间，分别将“2、3”和“1、4”接到电源上，两次通过直导线的电流相同，这一操作探究的是（）A．电流大小对安培力的影响B．磁感应强度方向对安培力的影响C．磁感应强度大小对安培力的影响D．通电导线长度对安培力的影响4. 匀强电场中有一与电场垂直的平面，面积为S，该电场的电场强度随时间的变化率为，静电力常量为k，则对应物理量的单位是（）A．欧姆B．伏特C．安培D．特斯拉5. 通电导体棒水平放置在绝缘斜面上，整个装置置于匀强磁场中，导体棒能保持静止状态．以下四种情况中导体棒与斜面间一定存在摩擦力的是（）A．B．C．D．6. 如图，在倾角为θ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，一匀强磁场垂直于斜面，当导体棒内通有垂直纸面向里的电流I时，导体棒恰好静止在斜面上（重力加速度为g）则（）A．磁感应强度的大小为，方向垂直斜面斜向上B．磁感应强度的大小为，方向垂直斜面斜向下C．磁感应强度的大小为，方向垂直斜面斜向上D．磁感应强度的大小为，方向垂直斜面斜向下7. 如图所示，磁场方向垂直纸面向里，直导线中的电流方向从a到b，导线所受安培力的方向是（）A．向里B．向外C．向下D．向上8. 两根相距较近的平行直导线，当它们通以电流时，会产生力的作用，下列说法正确的是（）A．两电流直接产生力的作用．B．两电流通过磁场产生力的作用．C．若通以同向电流，则互相排斥．D．若通以反向电流，则互相吸引．9. 如图所示，在匀强磁场中有一以为轴的矩形线圈，它的平面与磁场平行，通以如图方向的电流瞬间，线圈在磁场作用下发生转动，转动方向是（）A．ab边转向纸外，cd边转向纸内B．ab边转向纸内，cd边转向纸外C．ad边转向纸内，cd边转向纸外D．ad边转向纸外，cd边转向纸内10. 将长1m 的导线ac从中点b折成如图中所示的形状，放于B=0.8T的匀强磁场中，abc平而与磁场垂直。
高中物理 第4节 磁场对通电导线的作力课时训练 新人教版选修3-1
第4节磁场对通电导线的作用力课时训练1.关于磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间的关系，正确的说法是( )A．磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间总是互相垂直的B．磁场方向一定与安培力方向垂直，但电流方向不一定与安培力方向垂直C．磁场方向不一定与安培力方向垂直，但电流方向一定与安培力方向垂直D．磁场方向不一定与电流方向垂直，但安培力方向一定既与磁场方向垂直，又与电流方向垂直2．(2009·汕头模拟)如图所示，用两根相同的细绳水平悬挂一段均匀载流直导线MN，电流I方向从M到N，绳子的拉力均为F.为使F＝0，可能达到要求的方法是( )A．加水平向右的磁场B．加水平向左的磁场C．加垂直纸面向里的磁场D．加垂直纸面向外的磁场3．一段通电导线平行于磁场方向放入匀强磁场中，导线上的电流方向由左向右，如图所示．在导线以其中心点为轴转动90°的过程中，导线受到的安培力( )A．大小不变，方向不变B．由零增大到最大，方向时刻变C．由最大减小到零，方向不变D．由零增大到最大，方向不变4．已知质量为m的通电细杆ab与导轨间的摩擦系数为μ，有电流时，ab恰好在导轨上静止，如图所示，下图是它的四个侧视图四种可能的匀强磁场方向，其中能使杆ab与导轨之间摩擦力为零的图是( )5．如图所示，接通开关时，观察到金属棒动起来这说明________，断开开关后，将滑动变阻器的滑动片向左滑动一段距离后，再接通开关时你观察到________；这种现象说明________．6．如图所示，两平行光滑导轨相距为20cm，金属棒MN的质量为10g，电阻R＝8Ω，匀强磁场的磁感应强度B＝0.8T，方向竖直向下，电源电动势E＝10V，内阻r＝1Ω，当电键K闭合时，MN恰好平衡，求变阻器R1的取值为多少？设θ＝45°.7．地球是个大磁体，在赤道上，地磁场可以看成是沿南北方向的匀强磁场．如果赤道某处的磁感应强度大小为0.5×10－4T，在赤道上有一根东西方向的直导线，长为20m，载有从东往西的电流30A.则地磁场对这根导线的作用力有多大？方向如何？1.如图所示，在蹄形磁铁的上方，放置一个可以自由运动的通电线圈abcd，最初线圈平面与蹄形磁铁处于同一竖直面内．则通电线圈的运动情况是( )A．ab边转向纸外，cd边转向纸里，同时向下运动B．ab边转向纸外，cd边转向纸里，同时向上运动C．ab边转向纸里，cd边转向纸外，同时向下运动D．ab边转向纸里，cd边转向纸外，同时向上运动2．在稀硫酸溶液中有一浮子，它的上部是一轻金属环，下部是分开的铜片和锌片．一开始金属环如图示放置，松开浮子后，则( )A．浮子一直保持静止不动B．浮子将不停地转动C．浮子将转过90°后再保持静止D．浮子将转过180°后再保持静止3．(2009·淮安高二检测)一条形磁铁放在水平桌面上，在它的上方靠S极一侧吊挂一根与它垂直的导体棒，图中只画出此棒的横截面图，并标出此棒中的电流是流向纸内的，在通电的一瞬间可能产生的情况是( )A．磁铁对桌面的压力减小B．磁铁对桌面的压力增大C．磁铁受到向右的摩擦力D．磁铁受到向左的摩擦力4．(2009·黄冈模拟)如图所示，两根无限长的平行导线a和b水平放置，两导线中通以方向相反、大小不等的恒定电流，且I a>I b.当加一个垂直于a、b所在平面的匀强磁场B 时；导线a恰好不再受安培力的作用．则与加磁场B以前相比较( )# A．b也恰好不再受安培力的作用B．b受的安培力小于原来安培力的2倍，方向竖直向上C．b受的安培力等于原来安培力的2倍，方向竖直向下D．b受的安培力小于原来安培力的大小，方向竖直向下5．在倾角为30°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，一匀强磁场垂直于斜面向下，如图所示，当导体棒内通有垂直纸面向里的电流I时，导体棒恰好静止在斜面上，则磁感应强度的大小为B＝________.6．如图所示，一根长为L的细铝棒用两个劲度系数为k的弹簧水平地悬吊在匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里，当棒中通以向右的电流I时，弹簧缩短Δy；若通以向左的电流，也是大小等于I时，弹簧伸长Δy，则磁感应强度B为________．7．(思维拓展题)在生物学中，我们已经知道有生物电流存在，由于电和磁是紧密联系的，因此生物也应有磁性和磁场.1963年美国两位科学家第一次测出心脏有规律的磁场变化.1970年一位教授用超导量子干涉式磁强计描出了清晰的心磁图，它与心电图十分相似．大家知道电流有磁效应，当生命物质发生离子的迁移或电荷的转移时，形成生物电流的同时，相伴产生了生物磁场．假如肌体有如图所示的生物电流在流动，当外界磁体靠近这部分肌体时，此电流的流动范围将如何变化？8．如图所示，在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4m，质量为6×10－2kg的通电直导线，电流I＝1A，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0.4T，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10m/s2)第4节磁场对通电导线的作用力课时训练答案1.答案：D解析：电流放入磁场中，不管电流与磁场是否垂直，安培力均垂直磁场和电流所确定的平面，即安培力总是垂直磁场方向，安培力总是垂直电流方向．2.答案：C解析：为使F＝0，则F安必竖直向上且F安＝mg，由左手定则可判定磁场一定是垂直纸面向里，故选项C正确．3.答案：D解析：导线转动前，电流方向与磁场方向平行，导体不受安培力；当导体转过一个小角度后，电流与磁场不再平行，导体受到安培力的作用；当导体转过90°时，电流与磁场垂直，此时导体所受安培力最大．根据左手定则判断知，力的方向始终不变．选项D正确．4.答案：AB解析：用左手定则判断各图中导电细杆的受力方向，再判断通电细杆所受的合力．5.答案：通电导线在磁场中受到力的作用；金属棒摆动的角度更大些；电流越强，导线受到的安培力越大6.答案：7Ω解析：先根据左手定则判定安培力的方向，然后根据平衡条件列方程，再利用安培力公式以及闭合电路欧姆定律进行求解．金属棒平衡时的平面受力图，如图2所示．当MN平衡时，有mg sinθ－BIL cosθ＝0①由全电路欧姆定律，得I＝ER＋R1＋r②由①、②式联立并代入数据，得R1＝7Ω.7.答案：3.0×10－2N；方向垂直指向地面．解析：地磁场的磁感应强度为0.5×10－4T，方向由南向北；导线垂直于地磁场放置，长度为20m，载有电流30A，则其所受安培力F＝BIL＝0.5×10－4×30×20N＝3.0×10－2N根据左手定则可以判断导线所受安培力的方向垂直指向地面.1.答案：C解析：先画出蹄形磁铁磁极附近的磁感线，如图所示(这是先决条件)ab边处在水平方向的磁场分量，根据左手定则，ab边受的安培力指向纸里；cd边处也有水平方向的磁场分量，cd边受的安培力指向纸外．bc边和da边的合力为零．整个线圈发生ab向里、cd向外的转动．当线圈由图示位置到转过90°的过程中，根据左手定则，da边受到的安培力向下，bc 边受到的安培力向上，由于da处磁场较强，所以da边受到向下的安培力大于bc边受到向上的安培力，合力向下．综合以上分析，选项C正确．2.答案：A解析：该装置为一化学电池，铜片为电池正极．弯曲金属环中电流由铜片流向锌片．图示位置电流环平面与地磁场方向垂直，受磁力矩为零．所以浮子不会转动．利用等效方法将环形电流看成小条形磁铁，其N 极指向与地磁场此处磁感线方向相同，电流环不会转动．在此位置处金属环属于稳定平衡态．3.答案：AD解析：由左手定则可判知导体棒受到磁铁给它斜向左下方的安培力，根据牛顿第三定律得到磁铁受到斜向右上方的作用力，所以A 、D 选项正确．4.答案：D解析：当a 不受安培力时，I b 产生的磁场与所加磁场在a 处叠加后的磁感应强度为零，此时判断所加磁场垂直纸面向外，因I a >I b ，所以在b 处叠加后的磁场垂直纸面向里，b 受安培力向下，且比原来小．故选项D 正确．5.答案：mg 2IL解析：通电导体棒受三个力：重力、弹力和安培力．其中安培力沿斜面向上，与导体棒重力沿斜面向下的分力平衡，故有：BIL ＝mg sin30°，所以B ＝mg 2IL6.答案：2k Δy /IL解析：通以向右的电流时，铝棒受安培力向上；弹簧原拉伸形变的大小发生改变，变化量为Δy ，由铝棒平衡可知：弹簧弹力大小的变化量等于安培力，即2·k Δy ＝BIL .同理，在通以向左的电流时，铝棒在原来没通电时受力平衡的基础上，弹力的改变量等于安培力，即2k Δy ＝BIL .所以B ＝2k Δy /IL .7.答案：扩大解析：根据左手定则可确定，生物电流受到由中心指向外的作用力，因此电流流动的范围将扩大．8.答案：5s解析：斜面对导线的支持力为零时导线的受力如图所示．由平衡条件F T cos37°＝F ①F T sin37°＝mg ②由①②解得：F ＝mg tan37°代入数值得：F ＝0.8N由F ＝BIL 得：B ＝F IL ＝0.81×0.4T ＝2T. B 与t 的变化关系为B ＝0.4t .所以：t ＝5s。
高中3-4磁场对通电导线的作用力学案及练习题教案
磁场对通电导线的作用力编写：吴维根审核：陶海林【知识要点】一、安培力的方向——左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在同一平面内，把手放入磁场，让磁感线穿过，让伸开的四指指向方向，那么所指方向即为安培力方向。
二、安培力的大小(1)当B与I垂直时，F= 。
(2)当B与I成θ角时，F= 。
三、磁电式电流表(1)电流表的构造：(2)电流表的工作原理：I 与θ角成比.【典型例题】1、下列各图中都标出了磁场的方向，通电直导线中电流I的方向，以及通电直导线所受安培力F的方向，其中正确的是( )2、如图所示，一个不会变形的通电矩形线框abcd所在平面跟匀强磁场垂直，电流I的方向从a→b→c→d→a，则( )边所受安培力方向向上，ad边所受安培力方向向下边所受安培力方向向左，ad边所受安培力方向向向右边、cd边受安培力作用，bc边、ad边不受安培力作用D.整个线框受到的安培力的合力为零3、把长L=0.15m的导体棒置于磁感应强度B=×10－2T的匀强磁场中，使导体棒和磁场方向垂直，如图所示。
若导体棒中的电流I=2.0A，方向向左，求导体棒受到的安培力大小,标出安培力的方向.4、在倾角为 的光滑斜面上，水平地放一根质量为m长为L的导体棒a，整个装置处于匀强磁场B中，如图所示，今在导体棒a中通以垂直纸面向里的电流I。
(1)若导体棒受安培力沿斜面向上，则磁场方向应怎样(2)若要求导体能静止在斜面上，则所加磁场的最小值为多大(3)若要求导体棒静止且对斜面的压力为零，则所加的磁场的磁感应强度B为多大方向如何【课堂检测】1、如图所示磁场中有一条通电导线，其方向与磁场方向垂直。
图甲、乙、丙分别标明了电流、磁感应强度和安培力三个量中两个量的方向，试画出第三个量的方向。
2、把一根通电的硬直导线ab放在磁场中，导线所在区域的磁感线呈弧形，如图所示。
导线可以在空中自由移动和转动，导线中的电流方向由a向b。
人教版高中物理选修3-13.4《磁场对通电导线的作用力》测试(新选修3-1)
3.4磁场对通电导线的作用力——练习
【针对练习】
1．如图所示，蹄形磁体用悬线悬于O点，在磁铁的正下方有一水平放置
的长直导线，当导线中通以由左向右的电流时，蹄形磁铁的运动情况将是（）A．静止不动B．向纸外平动
C．N极向纸外，S极向纸内转动
D．N极向纸内，S极向纸外转动
2.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
3.如图所示，在条形磁铁S极附近悬挂一个线圈，线圈与水平磁铁位于
同一平面内，当线圈中电流沿图示方向流动时，将会出现( )
(A)线圈向磁铁平移
(B)线圈远离磁铁平移
(C)从上往下看，线圈顺时针转动，同时靠近磁铁
(D)从上往下看，线圈逆时针转动，同时靠近磁铁
4.一个可以自由运动的线圈L
和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置，且
两个圆线圈的圆心重合，当两线圈都通有如图所示方向的电流时，则从左向
右看，线圈L1将( )
(A)不动(B)顺时针转动。
第1节 磁场对通电导线的作用力 课时作业
[A级——基础达标练]1．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三者必须保持相互垂直B．F必须垂直于B、I，但B、I可以不相互垂直C．B必须垂直于F、I，但F、I可以不相互垂直D．I必须垂直于F、B，但F、B可以不相互垂直解析：选B。
安培力F总是与磁场B方向和电流I方向决定的平面垂直，但B与I(即导线)可以垂直，也可以不垂直，A、C、D错误，B正确。
2．下列图中，电流I的方向、磁场B的方向和磁场对电流作用力F的方向的关系错误的是()解析：选A。
根据左手定则可知，A图中导线所受安培力方向应竖直向上，A错误；根据左手定则可知，B、C、D图中导线所受安培力方向正确。
3．如图所示，A为一水平旋转的橡胶盘，带有大量均匀分布的负电荷，在圆盘正上方水平放置一通电直导线，电流方向如图所示。
当圆盘高速绕中心轴OO′转动时，通电直导线所受磁场力的方向是() A．竖直向上B．竖直向下C．水平向里D．水平向外解析：选C。
由于带负电的圆盘顺时针方向(从上往下看)旋转，形成的等效电流为逆时针方向，所产生的磁场方向竖直向上。
由左手定则可判定通电直导线所受安培力的方向水平向里。
4.(多选)如图所示的三维空间内，匀强磁场方向沿x轴正方向，在xOz平面内有一通电直导线，若它所受的安培力方向沿＋y方向，则() A．该通电导线一定不会沿平行Ox方向放置B．该通电导线一定平行Oz方向放置C．无论通电导线怎样放置，它总受到＋y方向的安培力D．沿＋x方向观察导线中的电流方向，应该为向右方向解析：选AD。
当通电导线与匀强磁场平行时，它不受安培力作用，而题意说导线受到安培力作用，说明导线一定不会沿平行Ox方向放置，A正确；根据左手定则确定的关系可知：安培力一定垂直于磁场方向和电流方向确定的平面，但电流方向不一定与磁场方向垂直，B错误；根据左手定则判定知：通电导线如果任意放置在xOz平面内，它受到的安培力，方向有沿＋y方向和－y方向两种可能，沿Ox方向观察，当电流向右时，安培力沿＋y方向，当电流向左时，安培力沿－y方向，C错误，D正确。
3.4磁场对通电导线的作用力-能力课时针对练习—人教版高中物理选修3-1
3.4磁场对通电导线的作用力-能力课时针对练习1.如图所示，导线框中电流为I，导线框垂直于磁场静止放置，匀强磁场的磁感应强度为B，AB与C D相距为d，则导体棒MN所受安培力大小为( )图4A．F＝BId B．F＝BId sin θC．F＝BIdsin θD．F＝BId cos θ2.如图所示，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和方向(平行于纸面)为( )A．BIl竖直向下B．BIl竖直向上C．2BIl竖直向下D．2BIl竖直向上3．(多选)(2017·全国卷Ⅰ)如图，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距，均通有电流I，L1中电流方向与L2中的相同，与L3中的相反．下列说法正确的是( )A．L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直B．L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直C．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶1∶ 3D．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为3∶3∶14.为了降低潜艇噪音可用电磁推进器替代螺旋桨．如图7为直线通道推进器示意图．推进器前后表面导电，上下表面绝缘，规格为：a×b×c＝0.5 m×0.4 m×0.3 m．空间内存在由超导线圈产生的匀强磁场，其磁感应强度B＝10.0T，方向竖直向下，若在推进器前后方向通以电流I＝1.0×103A，方向如图．则下列判断正确的是( )A．推进器对潜艇提供向左的驱动力，大小为4.0×103 NB．推进器对潜艇提供向右的驱动力，大小为4.0×103 NC．推进器对潜艇提供向左的驱动力，大小为3.0×103 ND．推进器对潜艇提供向右的驱动力，大小为3.0×103 N5.如图所示的天平可用来测量磁场的磁感应强度．天平的右臂下面挂一个矩形线圈，宽为L，共N匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面．当线圈中通有电流I(方向如图所示)时，在天平两边加上质量分别为m1、m2的砝码时，天平平衡；当电流反向(大小不变)时，右边再加上质量为m的砝码后，天平又重新平衡．由此可知( )A．磁感应强度方向垂直纸面向里，大小为错误!B．磁感应强度方向垂直纸面向里，大小为mg2NIL C．磁感应强度方向垂直纸面向外，大小为错误!D．磁感应强度方向垂直纸面向外，大小为mg2NIL6.如图所示，A为一水平旋转的橡胶盘，带有大量均匀分布的负电荷，在圆盘正上方水平放置一通电直导线，电流方向如图．当圆盘高速绕中心轴OO′转动时，通电直导线所受磁场力的方向是( )A．竖直向上B．竖直向下C．水平向里D．水平向外7．(多选)质量为m的金属细杆置于倾角为θ的光滑导轨上，导轨的宽度为d，若给细杆通以如图A、B、C、D所示的电流时，可能使杆静止在导轨上的是( )8（多选）．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，ab边与MN平行．关于MN的磁场对线框的作用，下列叙述正确的是( )．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．线框所受安培力的合力向左D．线框将绕MN转动9．长为L的通电直导线放在倾角为θ的光滑斜面上，并处在磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示，当B方向竖直向上，电流为I1时导体处于平衡状态；若B方向改为垂直斜面向上，则电流为I2时导体处于平衡状态，电流比值I1∶I2应为( )A．cos θ B.1cos θC．sin θ D.1sin θ10.(2019·全国卷Ⅰ，17)如图4，等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点M、N与直流电源两端相接。
3.4习题课磁场对通电导线的作用力应用-能力课时针对练习—人教版高中物理选修3-1
3.4习题课磁场对通电导线的作用力应用-能力课时针对练习1．把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来，使它的下端刚好跟杯里的水银面相接触，并使它组成如图所示的电路图．当开关S接通后，将看到的现象是()A．弹簧向上收缩B．弹簧被拉长C．弹簧上下跳动D．弹簧仍静止不动2．(多选)如图所示，在绝缘的水平面上等间距固定着三根相互平行的通电直导线a、b和c，各导线中的电流大小相同，其中a、c导线中的电流方向垂直纸面向外，b导线中的电流方向垂直纸面向内，每根导线都受到另外两根导线对它的安培力作用，则关于每根导线所受安培力的合力，以下说法正确的是()A．导线a所受合力方向水平向右B．导线c所受合力方向水平向右C．导线c所受合力方向水平向左D．导线b所受合力为零3. 一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如图所示，如果直导线可以自由地运动且通以方向为由a到b的电流，则导线ab受到安培力的作用后的运动情况为()A．从上向下看顺时针转动并靠近螺线管B．从上向下看顺时针转动并远离螺线管C．从上向下看逆时针转动并远离螺线管D．从上向下看逆时针转动并靠近螺线管4．固定导线c垂直纸面，可动导线ab通以如图所示方向的电流，用测力计悬挂在导线c的上方，导线c中通以如图所示的电流时，以下判断正确的是()A．导线a端转向纸外，同时测力计读数减小B．导线a端转向纸外，同时测力计读数增大C．导线a端转向纸里，同时测力计读数减小D．导线a端转向纸里，同时测力计读数增大5.如图所示，把轻质导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线圈平面．当线圈内通以图示方向的电流(从右向左看沿逆时针方向)后，线圈的运动情况是()A．线圈向左运动B．线圈向右运动C．从上往下看顺时针转动D．从上往下看逆时针转动6．)法拉第电动机原理如图4所示．条形磁铁竖直固定在圆形水银槽中心，N极向上．一根金属杆斜插在水银中，杆的上端与固定在水银槽圆心正上方的铰链相连．电源负极与金属杆上端相连，与电源正极连接的导线插入水银中．从上往下看，金属杆()图4A．向左摆动B．向右摆动C．顺时针转动D．逆时针转动7..如图所示，原来静止的圆线圈可以自由移动，在圆线圈直径MN上靠近N点处放置一根垂直于线圈平面的固定不动的通电直导线，导线中电流从外向里流动．当在圆线圈中通以逆时针方向的电流I′时，圆线圈将会()A．受力向左平动B．受力向右平动C．不受力，平衡不动D．以MN为轴转动8.如图所示，放在台秤上的条形磁铁两极未知，为了探明磁铁的极性，在它中央的正上方固定一导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则()A．如果台秤的示数增大，说明磁铁左端是北极B．如果台秤的示数增大，说明磁铁右端是北极C．无论如何台秤的示数都不可能变化D．以上说法都不正确9.一个可以自由运动的线圈L1和一个固定不动的线圈L2互相垂直放置，且两线圈的圆心重合，当两线圈同时通以如图所示方向的电流时，从左向右看，线圈L1将()A．不动B．顺时针转动C．逆时针转动D．向纸外平动10.两条通电的直导线互相垂直，如图所示，但两导线相隔一小段距离，其中导线AB是固定的，另一条导线CD能自由转动．它们通以图示方向的直流电流时，CD导线将() A．逆时针方向转动，同时靠近导线ABB．顺时针方向转动，同时靠近导线ABC．逆时针方向转动，同时离开导线ABD．顺时针方向转动，同时离开导线AB11.如图所示，在与水平方向夹角为60°的光滑金属导轨间有一电源，在相距1 m的平行导轨上放一质量为m＝0.3 kg的金属棒ab，通以从b→a、I＝3 A的电流，磁场方向竖直向上，这时金属棒恰好静止．求：(1)匀强磁场磁感应强度的大小；(2)ab棒对导轨的压力．(g＝10 m/s2)3.4习题课磁场对通电导线的作用力应用-能力课时针对练习答案1．把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来，使它的下端刚好跟杯里的水银面相接触，并使它组成如图所示的电路图．当开关S接通后，将看到的现象是()A．弹簧向上收缩B．弹簧被拉长C．弹簧上下跳动D．弹簧仍静止不动答案 C解析因为通电后，弹簧中每一圈的电流都是同向的，互相吸引，弹簧就缩短，电路就断开了，一断开没电流了，弹簧就又掉下来接通电路……如此通断通断，就上下跳动．2．(多选)如图所示，在绝缘的水平面上等间距固定着三根相互平行的通电直导线a、b和c，各导线中的电流大小相同，其中a、c导线中的电流方向垂直纸面向外，b导线中的电流方向垂直纸面向内，每根导线都受到另外两根导线对它的安培力作用，则关于每根导线所受安培力的合力，以下说法正确的是()A．导线a所受合力方向水平向右B．导线c所受合力方向水平向右C．导线c所受合力方向水平向左D．导线b所受合力为零解析：由安培定则确定电流磁场方向，再由磁场的叠加判定a、b、c处合磁场方向，由左手定则可得出导线a受合力方向向左，导线c受合力方向向右，导线b受安培力合力为零，故选B、D.答案：BD3. 一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如图所示，如果直导线可以自由地运动且通以方向为由a到b的电流，则导线ab受到安培力的作用后的运动情况为()A．从上向下看顺时针转动并靠近螺线管B．从上向下看顺时针转动并远离螺线管C．从上向下看逆时针转动并远离螺线管D．从上向下看逆时针转动并靠近螺线管答案 D解析先由安培定则判断通电螺线管的南、北两极，找出导线左、右两端磁感应强度的方向，并用左手定则判断这两端受到的安培力的方向，如图甲所示．可以判断导线受到磁场力作用后从上向下看按逆时针方向转动，再分析导线转过90°时导线位置的磁场方向，再次用左手定则判断导线所受磁场力的方向，如图乙所示，可知导线还要靠近螺线管，所以D正确，A、B、C错误．4．固定导线c垂直纸面，可动导线ab通以如图所示方向的电流，用测力计悬挂在导线c的上方，导线c中通以如图所示的电流时，以下判断正确的是()A．导线a端转向纸外，同时测力计读数减小B．导线a端转向纸外，同时测力计读数增大C．导线a端转向纸里，同时测力计读数减小D．导线a端转向纸里，同时测力计读数增大答案 B解析导线c中电流产生的磁场在右边平行纸面斜向左上，在左边平行纸面斜向左下，在ab左右两边各取一小电流元，根据左手定则，左边的电流元所受的安培力方向向外，右边的电流元所受安培力方向向里，知ab导线逆时针方向(从上向下看)转动．当ab导线转过90°后，两导线电流为同向电流，相互吸引，导致测力计的读数变大，故B正确，A、C、D错误．5.如图所示，把轻质导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线圈平面．当线圈内通以图示方向的电流(从右向左看沿逆时针方向)后，线圈的运动情况是()A．线圈向左运动B．线圈向右运动C．从上往下看顺时针转动D．从上往下看逆时针转动答案 A解析将环形电流等效成小磁针，如图所示，根据异名磁极相互吸引知，线圈将向左运动，也可将左侧条形磁铁等效成环形电流，根据结论“同向电流相吸引，异向电流相排斥”也可判断出线圈向左运动，选A.6．)法拉第电动机原理如图4所示．条形磁铁竖直固定在圆形水银槽中心，N极向上．一根金属杆斜插在水银中，杆的上端与固定在水银槽圆心正上方的铰链相连．电源负极与金属杆上端相连，与电源正极连接的导线插入水银中．从上往下看，金属杆()图4A．向左摆动B．向右摆动C．顺时针转动D．逆时针转动答案 D解析根据左手定则可知，金属杆所受安培力将会使其逆时针转动．7..如图所示，原来静止的圆线圈可以自由移动，在圆线圈直径MN上靠近N点处放置一根垂直于线圈平面的固定不动的通电直导线，导线中电流从外向里流动．当在圆线圈中通以逆时针方向的电流I′时，圆线圈将会()A．受力向左平动B．受力向右平动C．不受力，平衡不动D．以MN为轴转动解析：长直导线通电后，在它周围形成以导线中点为圆心的圆形磁场区域，如图中虚线所示．圆线圈就是在该磁场中的通电导体，要受到安培力的作用，其方向可由左手定则判断出．圆线圈下半部分所在处磁场方向斜向上，所以受的安培力方向垂直纸面向外；同理可知上半部分线圈受的安培力垂直纸面向里．因此线圈以MN 为轴转动，D正确．答案：D8.如图所示，放在台秤上的条形磁铁两极未知，为了探明磁铁的极性，在它中央的正上方固定一导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则()A．如果台秤的示数增大，说明磁铁左端是北极B．如果台秤的示数增大，说明磁铁右端是北极C．无论如何台秤的示数都不可能变化D．以上说法都不正确解析：如果台秤的示数增大，说明导线对磁铁的作用力竖直向下，由牛顿第三定律知，磁铁对导线的作用力竖直向上，根据左手定则可判断，导线所在处磁场方向水平向右，由磁铁周围磁场分布规律可知，磁铁的左端为北极，A正确，B、C、D错误．答案：A9.一个可以自由运动的线圈L1和一个固定不动的线圈L2互相垂直放置，且两线圈的圆心重合，当两线圈同时通以如图所示方向的电流时，从左向右看，线圈L1将()A．不动B．顺时针转动C．逆时针转动D．向纸外平动【解析】环形电流L1、L2之前不平行，则必有相对转动，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逆时针转动．【答案】C10.两条通电的直导线互相垂直，如图所示，但两导线相隔一小段距离，其中导线AB是固定的，另一条导线CD能自由转动．它们通以图示方向的直流电流时，CD导线将() A．逆时针方向转动，同时靠近导线ABB．顺时针方向转动，同时靠近导线ABC．逆时针方向转动，同时离开导线ABD．顺时针方向转动，同时离开导线AB解析：导线AB产生的磁场在右边垂直纸面向里，在左边垂直纸面向外，在CD左右两边各取一小电流元，根据左手定则，左边的电流元所受的安培力方向向下，右边的电流元所受安培力方向向上，知CD导线逆时针方向转动，当CD导线转过90°后，两电流为同向电流，相互吸引，所以导线CD逆时针方向转动，同时靠近AB，故A正确，B、C、D错误．答案： A11.如图所示，在与水平方向夹角为60°的光滑金属导轨间有一电源，在相距1 m 的平行导轨上放一质量为m ＝0.3 kg 的金属棒ab ，通以从b →a 、I ＝3 A 的电流，磁场方向竖直向上，这时金属棒恰好静止．求：(1)匀强磁场磁感应强度的大小； (2)ab 棒对导轨的压力．(g ＝10 m/s 2) 答案 (1)1.73 T (2)6 N ，方向垂直斜面向下解析 金属棒ab 中电流方向由b →a ，它所受安培力方向水平向右，它还受竖直向下的重力，垂直斜面斜向上的支持力，三力合力为零，由此可以求出安培力，从而求出磁感应强度B 的大小，再求出ab 棒对导轨的压力．(1)ab 棒静止，受力情况如图所示，沿斜面方向受力平衡，则 mg sin 60°＝BIL cos 60° B ＝mg tan 60°IL＝0.3×10×33×1 T ＝1.73 T.(2)ab 棒对导轨的压力为：F N ′＝F N ＝mgcos 60°＝0.3×1012 N ＝6 N ，方向垂直斜面向下．。
人教版高中物理选修3-1-第3章第4节磁场对通电导线的作用力练案新.docx
高中物理学习材料3.4 《磁场对通电导线的作用力》练案当堂检测 A 组（反馈练）1.磁电式电流表中通以相同电流时，指针偏转角度越大，表示电流表灵敏度越高，若其余条件都相同，则灵敏度高的电流表具有 ( )A.比较“软”的两个螺旋弹簧B.比较“硬”的两个螺旋弹簧C.比较少的通电线圈匝数D.比较强的辐向分布的磁场2． 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，ab 边与MN 平行。
关于MN 的磁场对线框的作用，下列叙述中正确的是（ ）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 ．线框所受安培力的合力朝左D ．线框所受安培力的合力朝右 3．直导线AB 与圆线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,当通过如图所示的电流时(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AB B ．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4．把轻质导线圈用细线挂在磁铁N 极附近,磁铁的轴线穿过线圈中心,且在线圈平面内。
当线圈通以图示方向的电流时线圈将 ( ) A ．发生转动,同时靠近磁铁 B ．发生转动,同时远离磁铁C ．不发生转动,只靠近磁铁D ．不发生转动,只远离磁铁5．质量为m ，长为L 的的金属棒ab 用两根细金属丝悬挂在绝缘架MN 下面，整个装置处在竖直方向的匀强磁场中，当金属棒通以由a 向b 的电流I 后，将离开原位置向前偏转α角而重新平衡，如图。
求磁感应强度B 的方向和大小。
B 组（拓展练）1.如图所示，有一根直导线上通以恒定电流I ，方向垂直指向纸内，且和匀强磁场B 垂直，则在图中圆周上，磁感应强度数值最大的点是 ( )A. a 点B. b 点C. c 点D. d 点 2. 一段通电的直导线平行于匀强磁场放入磁场中，如图所示导线上电流由左向右流过．当导线以左端点为轴在竖直平面内转过90０的过程中，导线所受的安培力 （ ）A ．大小不变，方向也不变B ．大小由零渐增大，方向随时改变C ．大小由零渐增大，方向不变第2题Ａ Ｂ 第3题 第5题第1题第2题S N 第4题D ．大小由最大渐减小到零，方向不变3.如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中，有一段弯成直角的金属导线abc ，且ab=bc=L 0，通有电流I ，磁场的磁感应强度为B ，若要使该导线静止不动，在b 点应该施加一个力F 0，则F 0的方向为______；B 的大小为________ 。
高中物理 3.4 通电导线在磁场中受到的力课时作业 新人
通电导线在磁场中受到的力基础达标1．(多选)下列叙述正确的是( )A ．放在匀强磁场中的通电导线受到恒定的磁场力B ．沿磁感线方向，磁场逐渐减弱C ．磁场的方向就是通电导体所受磁场力的方向D ．安培力的方向一定垂直磁感应强度和直导线所决定的平面 【解析】 由F ＝BIL sin θ知A 正确．F 方向一定与B 和I 所决定的平面垂直，所以D 项正确．【答案】 AD2．如图所示，一根有质量的金属棒MN ，两端用细软导线连接后悬于a 、b 两点，棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M 流向N ，此时悬线上有拉力，为了使拉力等于零，可以( )A ．适当减小磁感应强度B ．使磁场反向C ．适当增大电流D ．使电流反向【解析】 为使悬线拉力为零，安培力的方向必须向上且增大才能与重力平衡，即合力为零，由左手定则可知，A 、B 、D 错误，C 正确．【答案】 C3．(多选)如右图所示，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 ．B ＝mg sin αIL ，方向垂直斜面向下B ．B ＝mg sin αIL ，方向垂直斜面向上C ．B ＝mg tan αIL ，方向竖直向下D ．B ＝mg sin αIL，方向水平向右【解析】 根据电流方向和所给定磁场方向的关系，可以确定通电导线所受安培力分别如下图所示．又因为导线还受重力G 和支持力F N ，根据力的平衡知，只有①③两种情况是可能的，其中①中F ＝mg sin α，则B ＝mg sin αIL ，③中F ＝mg tan α，B ＝mg tan αIL.【答案】 AC4．一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示中正确的是( )【解析】没有通电时导线是直的，竖直向上，当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，根据左手定则，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．【答案】D5．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．0.5BIlC．BIl D．2BIl【解析】安培力公式F＝BIL，其中L为垂直放于磁场中导线的有效长度，图中的有效长度为虚线所示，其长度为l，所以通电导线受到的安培力F＝IBl，选项C正确．【答案】C6．在赤道上，地磁场可以看作是沿南北方向并且与地面平行的匀强磁场，磁感应强度是5×10－5T．如果赤道上有一条沿东西方向的直导线，长40 m，载有20 A的电流，地磁场对这根导线的作用力大小是( )A．4×10－2N B．2.5×10－2NC．9×10－2N D．4×10－3N【解析】根据安培力公式得F＝BIL，代入数据解得F＝4×10－2N，A选项正确．【答案】A7．如图，是磁电式电流表的结构，蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐向分布，线圈中a、b两条导线长均为l，通以图示方向的电流I，两条导线所在处的磁感应强度大小均为B.则( )A．该磁场是匀强磁场B．线圈平面总与磁场方向垂直C．线圈将逆时针方向转动D．a、b导线受到的安培力大小总为IlB【解析】该磁场是辐向均匀分布的，不是匀强磁场，A选项错误；线圈平面总与磁场方向平行，B选项错误；根据左手定则可知，线圈a导线受到向上的安培力，b导线受到向下的安培力，线圈顺时针方向转动，C选项错误；a、b导线始终与磁场垂直，受到安培力大小总为IlB，D选项正确．【答案】D8．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绳水平吊起通电直导线A，A与螺线管垂直，A导线中的电流方向垂直纸面向里，开关S闭合，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【解析】先用安培定则判断螺线管的磁场方向，在A点导线处的磁场方向是水平向左的；再用左手定则判断出导线A受到的安培力竖直向上．故选D.【答案】D9．如图所示，一根长度为L、质量为m的导线AB，用软导线悬挂在方向水平的磁感应强度为B的匀强磁场中，现要使悬线张力为零，则AB导线通电方向怎样？电流大小是多少？【解析】要使悬线张力为零，AB导线受到的磁场力必须是向上，由左手定则可判断出电流方向是由A到B，设悬线张力刚好为零，由二力平衡得ILB＝mg，所以I＝mg/LB.【答案】电流方向是由A到B I＝mg/LB能力提升1.如图所示，两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同、方向相反的电流，a受到的磁场力大小为F1，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到的磁场力大小为F2，则此时b受到的磁场力大小变为( )A．F2B．F1－F2C．F1＋F2D．2F1－F2【解析】根据安培定则和左手定则，可以判定a导线受b中电流形成的磁场的作用力F1，方向向左，同理b受a磁场的作用力大小也是F1，方向向右．新加入的磁场无论什么方向，a、b受到的这个磁场的作用力F总是大小相等、方向相反．如果F与F1方向相同，则两导线受到的力大小都是F＋F1，若F与F1方向相反，a、b受到的力的大小都是|F－F1|.因此当再加上磁场时，若a受的磁场力大小是F2，b受的磁场力大小也是F2.A选项正确．【答案】A2.一个可以自由运动的线圈L1和一个固定不动的线圈L2互相垂直放置，且两线圈的圆心重合，当两线圈同时通以如图所示方向的电流时，从左向右看，线圈L1将( ) A．不动B．顺时针转动C．逆时针转动D．向纸外平动【解析】 环形电流L 1、L 2之前不平行，则必有相对转动，直到两环形电流同向、平行为止，据此可得L 1的转动方向应是：从左向右看线圈L 1逆时针转动．【答案】 C 3.如图，一段导线段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．导线段abcd 所受到的磁场的作用力的合力为( )A ．方向沿纸面向上，大小为(2＋1)ILB B ．方向沿纸面向上，大小为(2－1)ILBC ．方向沿纸面向下，大小为(2＋1)ILBD ．方向沿纸面向下，大小为(2－1)ILB【解析】 导线段abcd 的有效长度为线段ad ，由几何知识知L ad ＝(2＋1)L ，故导线段abcd 所受磁场的作用力的合力大小F ＝IL ad B ＝(2＋1)ILB ，导线有效长度的电流方向为a→d，根据左手定则可以确定导线所受合力方向沿纸面向上，故A 项正确．【答案】 A4．如图所示，金属棒MN 两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M 向N 的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ.如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是( )A ．棒中的电流变大，θ角变大B ．两悬线等长变短，θ角变小C ．金属棒质量变大，θ角变大D ．磁感应强度变大，θ角变小 【解析】作出侧视图，并对导体棒进行受力分析，如图所示，据图可得tan θ＝BILmg，若棒中的电流I 变大，则θ变大，选项A 正确；若两悬线等长变短，则θ不变，选项B 错误；若金属棒的质量m 变大，则θ变小，选项C 错误；若磁感应强度B 变大，则θ变大，选项D 错误．【答案】 A5．质量为m 的导体棒MN 静止于宽度为L 的水平导轨上，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 所受的支持力和摩擦力的大小．【解析】导体棒MN处于平衡状态，注意题中磁场方向与MN是垂直的，作出其侧视图，对MN进行受力分析，如图所示．由平衡条件有：F f＝F sinθ，F N＝F cosθ＋mg，其中F＝ILB解得：F N＝ILB cosθ＋mg，F f＝ILB sinθ.【答案】ILB cosθ＋mg ILB sinθ6.如图所示，导轨间的距离L＝0.5 m，B＝2 T，ab棒的质量m＝1 kg，物块重G＝3 N，ab棒与导轨间的动摩擦因数μ＝0.2，电源的电动势E＝10 V，r＝0.1 Ω，导轨的电阻不计，ab棒电阻也不计，问R的取值范围怎样时棒处于静止状态？(g取10 m/s2)【解析】依据物体平衡条件可得：恰不右滑时：G－mgμ－BLI1＝0①恰不左滑时：G＋mgμ－BLI2＝0②依据闭合电路欧姆定律可得：E＝I1(R1＋r)③E＝I2(R2＋r)④联立①③得：R1＝BLE/(G－mgμ)－r＝9.9 Ω联立②④得：R2＝BLE/(G＋mgμ)－r＝1.9 Ω所以R的取值范围为1.9 Ω≤R≤9.9 Ω.【答案】 1.9 Ω≤R≤9.9 Ω。
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
【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3-11．[2014·课标全国卷Ⅰ]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F＝BIL sinθ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22，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，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。
现在磁铁上方中心偏右位置固定一通电导线，当通以如N1F 铁连接起来，此时台秤的示数为)(，则下列说法中正确的是N2F 图所示电流后，台秤的示数为 ，弹簧长度将变长N2F >N1F A. ，弹簧长度将变短N2F >N1F B. ，弹簧长度将变长N2F <N1F C. ，弹簧长度将变短N2F <N1F D. 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，弹簧长度增大，故选项A 正确。
物理3-1人教新资料3.4磁场对通电导线的作用力练习
物理3-1人教新资料3.4磁场对通电导线的作用力练习基础夯实1、关于磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间的关系，正确的说法是()A 、磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间总是互相垂直的B 、磁场方向一定与安培力方向垂直，但电流方向不一定与安培力方向垂直C 、磁场方向不一定与安培力方向垂直，但电流方向一定与安培力方向垂直D 、磁场方向不一定与电流方向垂直，但安培力方向一定既与磁场方向垂直，又与电流方向垂直答案：D解析：电流放入磁场中，不管电流与磁场是否垂直，安培力均垂直磁场和电流所确定的平面，即安培力总是垂直磁场方向，安培力总是垂直电流方向、2、(2017·临川高二检测)如下图四种情况中，匀强磁场磁感应强度相同，载流导体长度相同，通过的电流也相同，导体受到的磁场力最大，且方向沿着纸面的情况是()A 、甲、乙B 、甲、丙C 、乙、丁D 、乙、丙答案：C3、(2017·汕头模拟)如下图，用两根相同的细绳水平悬挂一段均匀载流直导线MN ，电流I 方向从M 到N ，绳子的拉力均为F .为使F ＝0，可能达到要求的方法是()A 、加水平向右的磁场B 、加水平向左的磁场C 、加垂直纸面向里的磁场D 、加垂直纸面向外的磁场答案：C解析：为使F ＝0，那么F 安必竖直向上且F 安＝mg ，由左手定那么可判定磁场一定是垂直纸面向里，应选项C 正确、4、要想提高磁电式电流表的灵敏度，可采纳的方法有()A 、增加线圈匝数B 、增加永久性磁铁的磁感应强度C 、增加线圈面积D 、减小转轴处摩擦答案：ABCD解析：蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的磁场、放在其中的通电线圈不管转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行，线框两边所受的力始终跟线框面垂直、因此线框所受磁力矩在各位置时均为M ＝NISB .当N 、S 、B 一定时，线框所受力矩与通入的电流强度成正比、线框转动时，通过转轴收紧两根螺旋弹簧、如此，线圈在通电时除了受到磁力矩外，还受到弹簧的反抗力矩，当两种力矩平衡时，线圈停在一定的位置上、电流越大，磁力矩越大，与它平衡的反抗力矩也应越大，因此线圈转角也越大、磁力矩M 1＝NISB ，反抗力矩M 2＝k θ，当M 1＝M 2时，线圈停于某一位置，如今线圈偏转角度θ＝NSB k ·I .可见，转角θ与k 、N 、B 、S 、I 有关、可见，电流表灵敏度将随着线圈匝数N 、线圈面积S 及磁感应强度B 的增大而提高，随着螺旋弹簧扭转系数k (即转过1°所需外力矩的大小)的增大而降低、另外，减小摩擦也有利于灵敏度的提高，应选项A 、B 、C 、D 都正确、5、质量为m 的通电细杆ab 与导轨间的摩擦系数为μ，有电流时，ab 恰好在导轨上静止，如下图，下图是它的四个侧视图四种可能的匀强磁场方向，其中能使杆ab 与导轨之间摩擦力为零的图是()答案：AB解析：用左手定那么判断各图中导电细杆的受力方向，再判断通电细杆所受的合力、6、如下图，接通开关时，观看到金属棒动起来这说明________，断开开关后，将滑动变阻器的滑动片向左滑动一段距离后，再接通开关时你观看到________；这种现象说明________、答案：通电导线在磁场中受到力的作用；金属棒摆动的角度更大些；电流越强，导线受到的安培力越大7、如下图，两平行光滑导轨相距为20cm ，金属棒MN 的质量为10g ，电阻R ＝8Ω，匀强磁场的磁感应强度B ＝0.8T ，方向竖直向下，电源电动势E ＝10V ，内阻r ＝1Ω，当电键K 闭合时，MN 恰好平衡，求变阻器R 1的取值为多少？设θ＝45°.答案：7Ω解析：先依照左手定那么判定安培力的方向，然后依照平衡条件列方程，再利用安培力公式以及闭合电路欧姆定律进行求解、金属棒平衡时的平面受力图，如下图、当MN 平衡时，有mg sin θ－BIL cos θ＝0①由全电路欧姆定律，得I ＝ER ＋R 1＋r ②由①、②式联立并代入数据，得R 1＝7Ω.能力提升1、如下图，在蹄形磁铁的上方，放置一个能够自由运动的通电线圈abcd，最初线圈平面与蹄形磁铁处于同一竖直面内、那么通电线圈的运动情况是()A、ab边转向纸外，cd边转向纸里，同时向下运动B、ab边转向纸外，cd边转向纸里，同时向上运动C、ab边转向纸里，cd边转向纸外，同时向下运动D、ab边转向纸里，cd边转向纸外，同时向上运动答案：C解析：先画出蹄形磁铁磁极附近的磁感线，如下图(这是先决条件)ab边处在水平方向的磁场分量，依照左手定那么，ab边受的安培力指向纸里；cd边处也有水平方向的磁场分量，cd边受的安培力指向纸外、bc边和da边的合力为零、整个线圈发生ab向里、cd向外的转动、当线圈由图示位置到转过90°的过程中，依照左手定那么，da边受到的安培力向下，bc边受到的安培力向上，由于da处磁场较强，因此da边受到向下的安培力大于bc边受到向上的安培力，合力向下、综合以上分析，选项C正确、2、在稀硫酸溶液中有一浮子，它的上部是一轻金属环，下部是分开的铜片和锌片、一开始金属环如图示放置，松开浮子后，那么()A、浮子一直保持静止不动B、浮子将不停地转动C、浮子将转过90°后再保持静止D、浮子将转过180°后再保持静止答案：A解析：该装置为一化学电池，铜片为电池正极、弯曲金属环中电流由铜片流向锌片、图示位置电流环平面与地磁场方向垂直，受磁力矩为零、因此浮子可不能转动、利用等效方法将环形电流看成小条形磁铁，其N极指向与地磁场此处磁感线方向相同，电流环可不能转动、在此位置处金属环属于稳定平衡态、3、(2017·苏州高二检测)如下图，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绳水平吊起通电直导线A，A与螺线管垂直，A导线中的电流方向垂直纸面向里，开关S闭合，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：先用安培定那么判断螺线管的磁场方向，在A 点导线处的磁场方向是水平向右的；再用左手定那么判断出导线A 受到的安培力竖直向下、应选C.4、如下图为一种自动跳闸的闸刀天关，O 是转动轴，A 是绝缘手柄，C 是闸刀卡口，M 、N 接电源线，闸刀处于垂直纸面向里、B ＝1T 的匀强磁场中，CO 间距离为10cm ，当磁场力为0.2N 时，闸刀开关会自动跳开、那么要使闸刀开关能跳开，CO 中通过的电流的大小和方向为()A 、电流方向C →OB 、电流方向O →CC 、电流大小为1AD 、电流大小为0.5A答案：B解析：由左手定那么，电流的方向O →C ，由B ＝F IL 得I ＝F BL ＝2A.5、(2017·哈尔滨高二检测)如下图，一条形磁铁放在水平桌面上，在磁铁右上方固定一根与磁铁垂直的长直导线、当导线中通以由外向内的电流时磁铁仍然保持静止，那么()A 、磁铁受到向左的摩擦力，对桌面的压力减小B 、磁铁受到向右的摩擦力，对桌面的压力减小C 、磁铁受到向左的摩擦力，对桌面的压力增大D 、磁铁不受摩擦力，对桌面的压力不变答案：A解析：由左手定那么可判知导体棒受到磁铁给它斜向左下方的安培力，依照牛顿第三定律得到磁铁受到斜向右上方的作用力，因此A 选项正确、6、地球是个大磁体，在赤道上，地磁场能够看成是沿南北方向的匀强磁场、假如赤道某处的磁感应强度大小为0.5×10－4T ，在赤道上有一根东西方向的直导线，长为20m ，载有从东往西的电流30A.那么地磁场对这根导线的作用力有多大？方向如何？答案：3.0×10－2N ；方向垂直指向地面、解析：地磁场的磁感应强度为0.5×10－4T ，方向由南向北；导线垂直于地磁场放置，长度为20m ，载有电流30A ，那么其所受安培力F ＝BIL ＝0.5×10－4×30×20N ＝3.0×10－2N依照左手定那么能够判断导线所受安培力的方向垂直指向地面、7、如下图，在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4m ，质量为6×10－2kg 的通电直导线，电流I ＝1A ，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0.4T ，方向竖直向上的磁场中，设t ＝0，B ＝0，那么需要多长时间斜面对导线的支持力为零？(g 取10m/s 2)答案：5s解析：斜面对导线的支持力为零时导线的受力如下图、由平衡条件F T cos37°＝F ①F T sin37°＝mg ②由①②解得：F ＝mgtan37°代入数值得：F ＝0.8N由F ＝BIL 得：B ＝F IL ＝0.81×0.4T ＝2T.B 与t 的变化关系为B ＝0.4t .因此：t ＝5s。
3.4磁场对通电导线的作用力-基础课时针对练习—人教版高中物理选修3-1
3.4磁场对通电导线的作用力基础课时针对练习1．下列图中分别标出了一根放置在匀强磁场中的通电直导线的电流I、磁场的磁感应强度B和所受安培力F的方向，其中图示正确的是()2．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3．一根容易形变的弹性导线，两端固定，导线中通有电流，方向如下图中箭头所示．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示中正确的是()．4．一条劲度系数较小的金属弹簧处于自由状态，当弹簧通以电流时，弹簧将() A．保持原长B．收缩C．伸长D．不能确定5.如图所示，两个完全相同的线圈套在一水平光滑绝缘圆柱上，但能自由移动，若两线圈内通以大小不等的同向电流，则它们的运动情况是()A．都绕圆柱转动B．以不等的加速度相向运动C．以相等的加速度相向运动D．以相等的加速度相背运动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 边垂直，指向左边C.与ab 边平行，竖直向下D.与ab 边垂直，指向右边7.（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 ′，并处于匀强磁场中．当导线中通以沿x 轴正方向的电流I ，导线保持静止时，悬线与竖直方向的夹角为θ.则磁感应强度的方向和大小可能是( )A ．沿z 轴正方向，mgIL tan θB ．沿y 轴正方向，mgILC ．沿z 轴负方向，mgIL tan θD ．沿悬线向上，mgILsin θ8．如图是磁电式电流表的结构，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，线圈中a 、b 两条导线长均为L ，通以图示方向的电流I ，两条导线所在处的磁感应强度大小均为B ，则( )A ．该磁场是匀强磁场B ．线圈平面总与磁场方向垂直C ．线圈将逆时针转动D ．线圈将顺时针转动9.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，则下列描述导线受到的安培力F 的大小与通过导线的电流I 的关系图象正确的是( )10.如图所示，一长为10 cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中；磁场的磁感应强度大小为0.1 T，方向垂直于纸面向里；弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘。
苏教版高中物理 必修2 4 磁场对通电导线的作用力 课后练习、课时练习
一、单选题(选择题)1. 如图所示，一根金属棒MN，两端用弹簧悬挂于天花板上，棒中通有方向从M流向N的电流．若在图中的虚线范围内加一磁场，可以使弹簧的弹力增大（弹力的方向不变），关于该磁场的方向，以下判断中正确的是（）A．垂直纸面向里B．垂直纸面向外C．平行纸面向上D．平行纸面向下2. 由导线组成的直角三角形框架放在匀强磁场中(如右图所示)，若导线框中通以如图方向的电流时，导线框将( )A．沿与ab边垂直的方向加速运动B．仍然静止C．以c为轴转动D．以b为轴转动3. 下列各组物理量，都属于标量的是（）A．电场强度电势B．电流强度电压C．磁通量安培力D．磁感应强度电动势4. 如图所示，两根间距为的平行金属导轨间接一电源，导轨平面与水平面间的夹角。
质量的金属杆ab垂直导轨放置，导轨与金属杆接触良好。
整个装置处于磁感应强度为B，方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。
调节滑动变阻器R，发现电流表读数处于15A区间范围时，金属杆ab处于静止状态。
已知重力加速度。
则下列说法中正确的是（）A．磁感应强度大小为B．金属杆ab与导轨间最大静摩擦力C．当电流表示数3A时金属杆ab与导轨间无摩擦力D．随着滑动变阻器的阻值变小，金属棒受到的摩擦力增加5. 如图所示，a、b、c为三根与纸面垂直的固定长直导线，其截面位于等边三角形的三个顶点上，bc连线沿水平方向，导线中通有恒定电流，且，电流方向如图中所示。
O点为三角形的中心（O点到三个顶点的距离相等），其中通电导线c在O点产生的磁场的磁感应强度的大小为。
已知长直导线在周围空间某点产生磁场的磁感应强度的大小，其中I为通电导线的电流强度，r为该点到通电导线的垂直距离，k为常数，则下列说法正确的是（）A．O点处的磁感应强度的大小为B．a导线所受安培力的方向水平向左C．因为，所以a、c两导线之间相互作用的安培力大小不等D．质子垂直纸面向里通过O点时所受洛伦兹力的方向由O点指向c6. 已知北京地区地磁场的水平分量为3.0×10﹣5T．若北京市一高层建筑安装了高100m的金属杆作为避雷针，在某次雷雨天气中，当带有正电的乌云经过避雷针的上方时，避雷针开始放电，某一时刻的放电电流为1×105A，此时金属杆所受安培力的方向和大小分别为（）A．方向向东，大小为300 N B．方向向东，大小为30 NC．方向向西，大小为300 N D．方向向西，大小为30 N7. 下列关于电场和磁场的说法正确的是（）A．若检验电荷在电场中某点受到的电场力为0，则该点的电场强度一定为0B．若通电导线在磁场中某点受到磁场的作用力为0，则该点的磁感应强度一定为C．电场强度的方向一定与检验电荷在电场中受到的电场力的方向相同D．磁感应强度的方向一定与通电导线在磁场中受到的力的方向相同8. 如图所示，“”表示直导线中电流方向垂直纸面向里，“”表示电流方向垂直纸面向外，三根长直导线a、b、c平行且水平放置，图中abc正好构成一个等边三角形。
高中物理选修3-1课时作业1：3.4通电导线在磁场中受到的力
学案4 通电导线在磁场中受到的力题组一对安培力方向的判定1．下面的四个图显示了磁场对通电直导线的作用力，其中正确的是()[答案] C2．关于通电导线所受安培力F的方向、磁感应强度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三者必须保持相互垂直B．F必须垂直B、I，但B、I可以不相互垂直C．B必须垂直F、I，但F、I可以不相互垂直D．I必须垂直F、B，但F、B可以不相互垂直[答案] B[解析]安培力F总是与磁感应强度B和电流I决定的平面垂直，但B与I(即导线)可以垂直，也可以不垂直，通电导线受安培力时，力F与磁场及导线都是垂直的，故A、C、D均错，B正确．3．如图1所示，固定不动的绝缘直导线mn和可以自由移动的矩形线框abcd位于同一平面内，mn与ad、bc边平行且离ad边较近．当导线mn中通以向上的电流，线框中通以顺时针方向的电流时，线框的运动情况是()图1A．向左运动B．向右运动C．以mn为轴转动D．静止不动[答案] B[解析]线框中通有电流，ad和bc两导线同时受到通电导线mn的作用力，故可知B 选项正确．4．如图2所示，电磁炮是由电源、金属轨道、炮弹和电磁铁组成．当电源接通后，磁场对流过炮弹的电流产生力的作用，使炮弹获得极大的发射速度．下列各俯视图中正确表示磁场B方向的是()图2[答案] B5．如图3所示，有一通电直导线放在蹄形电磁铁的正上方，导线可以自由移动，当电磁铁线圈与直导线中通以图示的电流时，有关直导线运动情况的说法中正确的是(从上往下看) ()图3A．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[答案] C[解析]在导线两侧取两小段，左边一小段所受的安培力方向垂直纸面向外，右侧一小段所受安培力的方向垂直纸面向里，从上往下看，知导线逆时针转动，当转动90度时，导线所受的安培力方向向下，所以导线的运动情况为逆时针转动，同时下降．故C正确，A、B、D错误．6．通有电流的导线L1、L2处在同一平面(纸面)内，L1是固定的，L2可绕垂直纸面的固定转轴O转动(O为L2的中心)，各自的电流方向如图4所示．下列哪种情况将会发生()图4A．因L2不受磁场力的作用，故L2不动B．因L2上、下两部分所受的磁场力平衡，故L2不动C．L2绕轴O按顺时针方向转动D．L2绕轴O按逆时针方向转动[答案] D[解析]由右手螺旋定则可知导线L1的上方的磁场的方向为垂直纸面向外，且离导线L1的距离越远的地方，磁场越弱，导线L2上的每一小部分受到的安培力方向水平向右，由于O点的下方磁场较强，则安培力较大,因此L2绕轴O按逆时针方向转动，D选项对．题组二对安培力公式F＝BIL sin θ的理解7．如图5所示，磁场方向竖直向下，通电直导线ab由水平位置1绕a点在竖直平面内转到位置2，通电导线所受安培力是()图5A．数值变大，方向不变B．数值变小，方向不变C．数值不变，方向改变D．数值、方向均改变[答案] B[解析]安培力F＝BIL，电流不变，垂直直导线的有效长度减小，安培力减小，安培力的方向总是垂直B、I所构成的平面，所以安培力的方向不变，B对，故选B.8．如图6，一段导线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．导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力()图6A．方向沿纸面向上，大小为(2＋1)ILBB．方向沿纸面向上，大小为(2－1)ILBC．方向沿纸面向下，大小为(2＋1)ILBD．方向沿纸面向下，大小为(2－1)ILB[答案] A[解析]将导线分为三段直导线，根据左手定则分别判断出各段所受安培力的方向，根据F＝ILB计算出安培力的大小，再求合力．导线所受合力F合＝ILB＋2BIL sin 45°＝(2＋1)ILB，方向沿纸面向上．9．如图7所示，倾斜导轨宽为L，与水平面成α角，处在方向竖直向上、磁感应强度为B 的匀强磁场中，金属杆ab水平放在导轨上．当回路电流强度为I时，金属杆ab所受安培力F ()图7A．方向垂直ab杆沿斜面向上B．方向垂直ab杆水平向右C．F＝BIL cos αD．F＝BIL sin α[答案] B[解析]由题图知电流方向由b→a且与磁场方向垂直，根据左手定则可知安培力水平向右，由安培力计算公式可得F＝BIL，故选B.题组三通电导体受安培力作用的综合问题分析10．如图8所示，一根有质量的金属棒MN，两端用细软导线连接后悬于a、b两点，棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N，此时悬线上有拉力，为了使拉力等于零，可以()图8A．适当减小磁感应强度B．使磁场反向C．适当增大电流D．使电流反向[答案] C[解析]首先对MN进行受力分析：其受竖直向下的重力G、受两根软导线的竖直向上的拉力和安培力．当其处于平衡状态时：2F＋BIL＝mg，重力mg恒定不变，欲使拉力F减小到0，应增大安培力BIL，所以可增大磁场的磁感应强度B或增大通过金属棒中的电流I，或二者同时增大，只有C项正确．11．如图9所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在条形磁铁的左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线，当导线中通以图示方向的电流时(磁铁始终未动) ()图9A．磁铁对桌面的压力减小，且受到向左的摩擦力作用B．磁铁对桌面的压力减小，且受到向右的摩擦力作用C．磁铁对桌面的压力增大，且受到向左的摩擦力作用D．磁铁对桌面的压力增大，且受到向右的摩擦力作用[答案] C[解析]根据左手定则知导线受磁铁的作用力斜向左上方，故由牛顿第三定律知，导线对磁铁的反作用力应斜向右下方，则一方面使磁铁对桌面的压力增大，一方面使磁铁产生向右的运动趋势，从而受到向左的摩擦力作用．12．如图10所示，用两根轻细悬线将质量为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θ角而处于平衡状态．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()图10A.mgIl tan θ，竖直向上 B.mgIl tan θ，竖直向下 C.mgIl sin θ，平行悬线向下 D.mgIl sin θ，平行悬线向上 [答案] 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,由画出的力的三角形可知,安培力的最小值为F min ＝mg sin θ，即IlB min ＝mg sin θ，得B min ＝mgIlsin θ，方向应平行于悬线向上．故选D. 13．水平面上有电阻不计的U 形导轨NMPQ ，它们之间的宽度为L ，M 和P 之间接入电动势为E 的电源(不计内阻)．现垂直于导轨搁一根质量为m 、电阻为R 的金属棒ab ，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B ，方向与水平面夹角为θ且指向右上方，如图11所示，问：图11(1)当ab 棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少？(2)若B 的大小和方向均能改变，则要使ab 棒所受支持力为零，B 的大小至少为多少？此时B 的方向如何？[答案] (1)mg －BLE cos θR BLE sin θR (2)mgREL 方向水平向右[解析]从b 向a 看侧视图如图所示．(1)水平方向：F f ＝F 安sin θ ① 竖直方向：F N ＋F 安cos θ＝mg ② 又F 安＝BIL ＝B ER L ③联立①②③得：F N ＝mg －BLE cos θR ，F f ＝BLE sin θR.(2)要使ab 棒受支持力为零，且让磁场最小，可知安培力竖直向上，则有F 安′＝mg B min ＝mgREL，根据左手定则判定磁场方向水平向右． 14．如图12所示，在与水平方向夹角为60°的光滑金属导轨间有一电源，在相距1 m 的平行导轨上放一质量为m ＝0.3 kg 的金属棒ab ，通以从b →a 、I ＝3 A 的电流，磁场方向竖直向上，这时金属棒恰好静止．求：图12(1)匀强磁场磁感应强度的大小； (2)ab 棒对导轨的压力．(g ＝10 m/s 2)[答案] (1)1.73 T (2)6 N ，方向垂直斜面向下[解析] 金属棒ab 中电流方向由b →a ，它所受安培力方向水平向右，它还受竖直向下的重力，垂直斜面斜向上的支持力，三力合力为零，由此可以求出安培力，从而求出磁感应强度B 的大小，再求出ab 棒对导轨的压力．(1)ab 棒静止，受力情况如图所示，沿斜面方向受力平衡，则mg sin 60°＝BIL cos 60° B ＝mg tan 60°IL＝0.3×10×33×1T ＝1.73 T.(2)ab 棒对导轨的压力为：F N ′＝F N ＝mgcos 60°＝0.3×1012 N ＝6 N ，方向垂直斜面向下．。
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晋城一中高二物理“三清”目标检测二十一
第四节 磁场对通电导线的作用力 课时练
一、选择题：
1. 有一小段通电导线，长为1cm ，电流强度为5A ，把它置于磁场中某点，受到的磁场力
为0.1 N ，则该点的磁感应强度B 一定是（ ）
A ．
B =2 T B ．B ≤2 T
C ．B ≥2 T
D ．以上情况都有可能
2. 在磁感应强度为B 0，竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方
向垂直纸面向里，如图所示，a 、b 、c 、d
这四点中 ( ) A ．b 、d 两点的磁感应强度大小相等
B ．a 、b 两点的磁感应强度大小相等
C ．c 点的磁感应强度的值最小
D ．b 点的磁感应强度的值最大
3. 如图所示，一位于xy 平面内的矩形通电线圈只能绕Ox 轴转动，
线圈的四个边分别与x 、y 轴平行，线圈中电流方向如图所示.欲使
线圈转动起来空间应加上的磁场是( )
A.方向沿x 轴的恒定磁场
B.方向沿y 轴的恒定磁场
C.方向沿z 轴的恒定磁场
D.方向沿z 轴的变化磁场
4. 如图在蹄形磁铁的上方放置一个可以自由运动的通电线圈abcd ，最初
线圈平面与蹄形磁铁处于同一竖直面内，则通电线圈运动的情况是（B ）
A. ab 边转向纸外，cd 边转向纸里，同时向下运动
B. ab 边转向纸里，cd 边转向纸外，同时向下运动
C. ab 边转向纸外，cd 边转向纸里，同时向上运动
D. ab 边转向纸里，cd 边转向纸外，同时向上运动
5. 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
绳水平吊起通电直导线A ，A 与螺线管垂直，A 导线中的电流方向垂直
纸面向里，开关S 闭合，A 受到通电螺线管磁场的作用力的方向是（D ）
A. 水平向左
B. 水平向右
C. 竖直向下
D. 竖直向上
6. 如图在条形磁铁S 极附近悬挂一个线圈，线圈与水平磁铁位于同一平面
内，当线圈中电流沿图示方向流动时，将会出现( )
A . 线圈向磁铁平移
B . 线圈远离磁铁平移
C ．从上往下看，线圈顺时针转动，同时靠近磁铁
D ．从上往下看，线圈逆时针转动，同时靠近磁铁
7．一只电压表读数偏小，为纠正这一偏差，可以采取的措施是（ C ）
A ．减少表头线圈的匝数 B. 增大表内的串联电阻
C ．增强表头的永久磁铁的磁性 D. 转紧表内的螺旋弹簧
二、填空题：
8. 在匀强磁场中，有一段5㎝的导线和磁场垂直，当导线通过的电流是1A时，受磁场人作用力是0.1N，那么磁感应强度B= T；现将导线长度增大为原来的3倍，通过电流减小为原来的一半，那么磁感应强度B= T，导线受到的安培力F= N。
9. 长为L的水平通电直导线放在倾角为 的光滑的斜面上，并处在磁感应强度为B 的匀强磁场中，若磁场方向竖直向上，则电流为I1时导线平衡，若磁场方向垂直于斜面向上，则电流为I2时导线平衡，那么样I1：I2= 。
三、计算题：
10.量为0.5㎏的金属杆在相距1m的水平轨道上与轨道垂直放置金属杆上通以I=4A 的恒定电流，如图所示，匀强磁场B垂直轨道平面，金属杆与轨道间动摩擦因数为0.2，求匀强磁场的磁感应强度B的大小。
11.电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图所示，1982年，澳大利亚国立大学制成了能把2.2g的弹体（包括金属杆EF的质量）加速到10km/s的电磁炮（常规炮弹的速度约为2km/s），若轨道宽2m，长为100m，通以恒定电流10A，则轨道间所加匀强磁场的磁感应强度为多大？磁场力的最大功率为多大？（不计轨道摩擦）
4．如图所示，电源电动势为E=2V，内阻r=0.5Ω，竖直导轨电阻可以忽略不计，金属棒的质量m=0.1kg，电阻R=0.5Ω，有效长度为0.2m，靠在导轨的外面，它与导轨间的最大静摩擦力是其之间正压力的0.5倍。
为使金属棒静止，我们施一与纸面夹角为37°且与金属棒垂直向里的匀强磁场，求：
（1）磁场是斜向上还是斜向下？
（2）B的范围是多少？
第四节磁场对通电导线的作用力同步试题答案
一、选择题：
1、
二、填空题：
cos
8、2 2 0.15 9、:1
三、计算题：
10、0.25T 11、55T 1.1×107W。