浙江省高中物理第九章课时训练2磁场对通电导线和运动电荷的作用(含解析)

课时训练 2磁场对通电导线和运动电荷的作用
基础稳固
1. 如下图 , 一种固定在竖直墙面MN上的自动跳闸限流开关 ,O 是转动轴 ,A 是绝缘手柄 ,C 是闸
刀卡口。

图中虚线地区存在磁感觉强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场。

CO 间距离为 L, 当经过闸刀的电流超出I 0时 , 开关将自动断开。

以下说法中正确的选项是( B )
A.跳闸时闸刀所受的安培力做负功
B.限流开关正常工作时的电流方向应为C→ O
C.仅改变电流方向不会影响自动跳闸开关的正常工作
D.增大匀强磁场的磁感觉强度 , 可使自动跳闸的电流值增大
2. 下边的几个图显示了磁场对通电直导线的作使劲, 此中正确的选项是 ( C )
3.依照如下图的“处在磁场中的通电导体在导轨上运动”这一实验现象及相应规律设计的家
用电器是 ( C )
A. 电热水壶
B. 电饭锅
C. 电电扇
D. 电熨斗
4.如图甲所示为一阴极射线管, 接通电源后 , 电子射线由阴极向右射出 , 在荧光屏上会看到一
条亮线。

要使荧光屏上的亮线向上偏转, 如图乙所示 , 在以下举措中可采纳的是( C )
A. 加一电场 , 电场方向竖直向上
B. 加一磁场 , 磁场方向竖直向上
C. 加一磁场 , 磁场方向垂直荧光屏向外
D. 加一磁场 , 磁场方向垂直荧光屏向里
分析 : 要想使荧光屏上的亮线向上偏转, 需要使电子遇到一个竖直向上的力, 故能够加一个竖直向下的电场或许是加一个垂直荧光屏向外的磁场, 选项 C 正确 ,A,B,D错误。

5. 如下图 , 小磁针 a,b,c,d放在通电螺线管产生的磁场中, 稳固后指向正确的选项是( D )
A. 磁针 a
B. 磁针 b
C. 磁针 c
D. 磁针 d
分析 : 依据安培定章可知, 通电螺线管的左端为N 极 , 右端为S 极 , 在螺线管外面磁感线由N 极指向 S 极 , 而小磁针静止时N 极所指的方向即为该点磁场的方向, 故只有小磁针 d 显示的方向是正确的。

6.如图 , 美国物理学家安德森在研究宇宙射线时 , 在云雾室里察看到有一个粒子的径迹和电子的径
迹曲折程度同样 , 但曲折方向相反 , 进而发现了正电子 , 获取了诺贝尔物理学奖。

云雾室中磁场方向
可能是 ( B )
A. 垂直纸面向外
B. 垂直纸面向里
C. 沿纸面向上
D. 沿纸面向下
分析 : 电子发生曲折是因为遇到洛伦兹力的作用 , 由左手定章可判断云雾室中磁场方向可能是垂直
纸面向里 , 选项 A,C,D 错误 ,B 正确。

7. 如下图是“研究影响通电导线受力的要素”的装置图。

实验时, 先保持导线通电部分的长
度不变 , 改变电流的大小; 而后保持电流不变, 改变导线通电部分的长度。

对该实验, 以下说法正确的选项是( B )
A. 当导线中的电流反向时 , 导线遇到的安培力方向不变
B. 保持电流不变 , 接通“ 1,4 ”时导线遇到的安培力是接通“2,3 ”时的 3 倍
C. 保持电流不变 , 接通“ 1,4 ”时导线遇到的安培力是接通“2,3 ”时的 2 倍
D. 接通“ 1,4 ” , 当电流增添为本来的 2 倍时 , 通电导线遇到的安培力减半
分析 : 当导线中的电流反向时 , 导线遇到的安培力方向反向, 选项 A 错误 ; 保持电流不变 ,接通“ 1,4 ”时通电导线长度是接通“ 2,3 ”时的 3 倍 , 依据 F=ILB, 所遇到的安培力也是 3 倍 , 选项
B 正确 ,
C 错误 ; 当电流增添为本来的 2 倍时 , 通电导线遇到的安培力也加倍, 选项 D错误。

8. 依据磁场对电流会产生作使劲的原理, 人们研制出一种新式的炮弹发射装置——电磁炮, 它的基来源理如下图, 以下结论中不正确的选项是( D )
A. 要使炮弹沿导轨向右发射, 一定通以自M向 N 的电流
B. 要想提升炮弹的发射速度, 可适合增大电流
C. 要想提升炮弹的发射速度, 可适合增大磁感觉强度
D.使电流和磁感觉强度的方向同时反向,炮弹的发射方向亦将随之反向
分析 : 要使炮弹沿导轨向右发射, 一定使它遇到一个向右的力的作用, 即安培力作用, 依据左手
定章可知 , 一定通以自M向 N 的电流 , 故 A 正确 ; 要想提升炮弹的发射速度, 即增大安培力的大小 , 依据 F=BIL, 所以可适合增大电流或磁感觉强度, 故 B,C 正确 ; 若使电流和磁感觉强度的方向
同时反向 , 则安培力方向不变, 所以炮弹的发射方向不变, 故 D 错误。

9.(2019 ·嘉兴模拟 ) 小张同学研究电流之间作使劲的关系, 按如图方式连结电路, 导线绕在一圆滑绝缘圆管的外侧,A 为圆管中轴线EF 上的某点 , 闭合开关S, 则 ( C )
A.小磁针在A点 N极指向 E
B.线圈之间不存在相互作使劲
C.线圈因遇到安培力而相互吸引
D.调动电源的正负极 , 线圈相互排挤
分析 : 依据安培定章可知, 螺线管 E 侧是磁场S 极 ,F 为 N 极 , 所以在螺线管内部, 磁感线从 E 到F, 所以小磁针在 A 点是 N极指向 F, 选项 A错误 ; 线圈之间的电流方向同样, 所以是相互吸引的,选项 B 错误 ,C 正确 ; 假如调整电源正负极, 线圈中的电流方向改变, 但依旧是同样的, 所以仍是相互吸引 , 选项 D错误。

10.(2018 ·浙江 4 月学考 ) 处于磁场 B 中的矩形金属线框可绕轴OO′转动 , 当线框中通以电流
I 时 , 如下图 , 此时线框左右两边受安培力 F 的方向正确的选项是( D )
分析 : 依据左手定章可判断, 选项 D 正确。

能力提升
11.如下图 , 逆时针的环形电流圆心处垂直搁置一根通电直导线MN,水平面是粗拙的 , 直导线
MN一直静止。

下边说法正确的选项是( D )
A. 若直导线中电流方向从M到 N, 则直导线对水平面压力减小
B. 若直导线中电流方向从N 到 M,则直导线所受静摩擦力方向向左
C. 同时增添环形导线、直导线的电流大小, 直导线所受安培力变大
D. 不论环形导线电流方向、直导线电流方向怎样, 直导线对水平面压力一直等于直导线自己的
重力
分析 : 依据安培定章可知, 环形导线在圆心处的磁场方向与通电导线平行, 所以不论直导线中电流方向、环形导线中电流方向怎样, 直导线都不受安培力, 直导线对水平面压力一直等于自
身重力 , 选项 A,B,C 错误 ,D 正确。

12.(2017 ·浙江 4 月学考 ) 如下图 , 两平行直导线cd 和 ef 竖直搁置 , 经过方向相反大小相等
的电流 ,a,b两点位于两导线所在的平面内。

则( D )
A.b 点的磁感觉强度为零
B.ef 导线在 a 点产生的磁场方向垂直纸面向里
C.cd 导线遇到的安培力方向向右
D. 同时改变两导线的电流方向,cd 导线遇到的安培力方向不变
分析 : 依据安培定章可知 ,b 处的两分磁场方向均为垂直纸面向外, 所以选项 A 错误 ;ef 在 a 处的磁场垂直纸面向外, 所以选项 B 错误 ; 依据左手定章可判断, 通入电流方向相反的两根导线所受的安培力相互排挤, 所以选项 C 错误 ; 不论电流方向怎样, 只需电流方向相反 , 两导线间就互相排挤 , 选项 D 正确。

13. 长为 L 的通电直导线放在倾角为θ的圆滑斜面上, 并处在磁感觉强度为 B 的匀强磁场中 , 如图所示 , 当 B 方向垂直斜面向上, 电流为 I 1时导体处于均衡状态; 当 B 方向改为竖直向上 , 电流
为 I 2时导体处于均衡状态。

则电流强度比值为( C )
A.sin θ
B.
C.cosθ
D.
分析 : 若磁场方向垂直于斜面向上, 则安培力沿斜面向上, 由均衡条件可得mgsin θ =BI 1L; 若磁场方向竖直向上, 则安培力沿水平方向, 由均衡条件可得mgtan θ =BI 2L; 则 I 1∶I 2=cos θ∶ 1,故 C 正确 ,A,B,D错误。

14. 小李同学用铁钉与漆包线绕成电磁铁, 接通电路前小磁针指向是垂直于纸面方向, 当接通电路后 , 放在其上方的小磁针N 极立刻转向左边, 如下图。

则以下判断正确的选项是( B )
A. 导线 A 端接电源负极
B.小磁针所在地点的磁场方向水平向左
C.若小磁针放在电磁铁正下方 , 则电路接通后小磁针 N 极会向右偏
D. 若小磁针放在电磁铁左边, 则电路接通后小磁针N 极仍向左偏
分析 : 由小磁针方向可知, 小磁针所在地点处磁场水平向左, 即电磁铁左端为S 极 , 电磁铁右端为 N 极, 依据安培定章可知 , 电流从 A 流向 B, 即 B 端接电源负极 , 选项 A 错误 ,B 正确 ; 若小磁针放在电磁铁下方 , 电路接通以后小磁针 N 极仍旧会向左偏 , 选项 C 错误 ; 若小磁针放在电磁铁左边 , 则小磁针 N 极会向右偏 , 选项 D 错误。

15.如图是电子射线管表示图 , 接通电源后 , 电子射线由阴极沿 x 轴正方向射出 , 在荧光屏上会
看到一条亮线。

要使荧光屏上的亮线向下(z 轴负方向 ) 偏转 , 在以下举措中可采纳的是( B )
A. 加一磁场 , 磁场方向沿z 轴负方向
B. 加一磁场 , 磁场方向沿y 轴正方向
C. 加一电场 , 电场方向沿z 轴负方向
D. 加一电场 , 电场方向沿y 轴正方向
分析 : 因为电子沿 x 轴正方向运动 , 若所受洛伦兹力向下 , 则可使电子向下偏转 , 由左手定章可知磁场
方向应沿 y 轴正方向 ; 若加电场使电子向下偏转 , 所受电场力方向向下 , 则所加电场方向
应沿 z 轴正方向 , 由此可知 B 正确。

16.在倾角为α的圆滑斜面上 , 置一通有电流为 I 、长为 L、质量为 m的导体棒 , 如下图 , 试求 :
(1)欲使棒静止在斜面上 , 外加匀强磁场的磁感觉强度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, 应加匀强磁场的磁感觉强度B 的最小值和方向。

分析 :(1) 导体棒受重力、斜面支持力和安培力作用, 当磁场方向不一样时,重力不变 , 支持力方向不变 , 导体所受安培力发生变化, 三力间的矢量关系如下图。

当安培力最小时, 磁感觉强度最小。

依据左手定章判断可知 , 磁感觉强度 B 的方向为垂直斜面向上由
均衡条件得
mgsin α =BIL
得B=。

(2)当导体棒对斜面无压力时 , 安培力方向竖直向上 , 由左手定章可知磁感觉强度B 水平向左
则 mg=BIL, 得 B=。

答案 :(1)方向垂直斜面向上(2)方向水平向左。