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c
6. 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 N
C．方向向西，大小为300 N D．方向向西，大小为30 N
7. 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0
B．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。

当c中没有电流，a、b中的电流分别为I和2I时，a受到的磁场力大小为F；保持a、b中的电流不变，当c中通有电流时，发现a受到的磁场力大小仍为F。

由此可以推知（）
A．c中电流为I
B．c中电流的方向垂直纸面向外
C．c中电流为2I
D．当c中通有电流时，b受到的磁场力大小也为F
9. 如图所示，在xOy坐标系内，三根相互平行的通电直导线P、Q、R分别位于正
三角形的三个顶点，都通有方向垂直xOy坐标平面向外、大小相等的电流，则导
线R受到的安培力的方向是（）
A．沿y正方向B．沿y负方向
C．沿x正方向D．沿x负方向
10. 垂直于匀强磁场放置的通电直导线，其所受安培力大小为F。

若同时将磁场的磁感应强度及导线中的电流变为原来的2倍，则该导线受到的安培力大小将变为（）
A．0.25F B．0.5F C．D．4F
11. 如图所示，一条形磁铁静止在固定斜面上，上端为N极，下端为S极，其一条磁感线如图所示，垂直于纸面方向有两根完全相同的固定导线，它们与磁铁两端的连线都与斜面垂直且长度相等（如图中虚线所示）．开始两根导线未通电流，斜面对磁铁的弹力、摩擦力的大小分别为F N、F f，后来两根导线通图示方向大小相同的电流后，磁铁仍然静止，则与未通电时相比（）
A．F N、F f均变大
B．F N不变，F f变小
C．F N变大，F f不变
D．F N变小，F f不变
12. 长为L的导体棒a通如图所示电流，与传感器相连悬挂在天花板上，长直导体棒b固定在a的正下方，且与a平行，当b不通电时，传感器显示拉力为F1，当
b通电时，传感器显示拉力为F2，则下列说法正确的是（）
A．若，则、的方向相同，b在a处的磁感应强度
B．若，则、的方向相同，b在a处的磁感应强度
C．若，则b受到a的安培力小于
D．虽然、的大小、方向关系未知，b受到a的安培力的大小一定等于
二、多选题(选择题)
13. 将一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中，下列图像能正确反映各
量间关系的是（）
A．B．C．D．
14. 如图所示，通电导体棒静止于水平导轨上，棒的质量为m，长为L，通过的电
流大小为I且垂直纸面向里，匀强磁场的磁感应强度B的方向与导轨平面成θ角，
则导体棒受到的（）
A．安培力大小为BIL
B．安培力大小为BIL sinθ
C．摩擦力大小为BIL cosθ
D．支持力大小为mg+BIL cosθ
15. 如图所示，用细线将一条形磁铁挂于天花板上，磁铁处于水平且静止的状态，
条形磁铁的正下方固定一直导线ab，现将直导线中通入由a指向b的电流，在磁
铁转动90°的过程中，下列说法正确的是（）
A．条形磁铁的N极向纸面内偏转
B．条形磁铁的N极向纸面外偏转
C．条形磁铁受到的拉力小于其受到的重力
D．条形磁铁受到的拉力大于其受到的重力
三、解答题
16. 如图所示，水平导轨间距为L=0.5m，导轨电阻忽略不计；导体棒ab的质量
m=1kg，电阻R0=1.0Ω，与导轨接触良好；电源电动势E=10V，内阻不计，滑动变
阻器电阻为R；外加匀强磁场的磁感应强度B=4T，方向垂直于导轨平面向上，ab
与导轨间动摩擦因数为μ=0.2（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），导体棒用细线
通过定滑轮与重G=3N的物体连接，定滑轮摩擦不计，线对ab的拉力为水平方向，
重力加速度g=10m/s2，ab处于静止状态。

求：
（1）导体棒ab所受安培力的方向和最大静摩擦力的大小；
（2）滑动变阻器电阻R的取值范围。

17. 如图所示，水平放置的两导轨P、Q间的距离d＝0.5m，垂直于导轨平面的竖
直向上的匀强磁场的磁感应强度B＝2T，垂直于导轨放置的ab棒的质量m＝1kg，系在ab棒中点的水平绳跨过定滑轮与重物块G相连。

已知ab棒与导轨间的动摩
擦因数0.2，最大静摩擦力可视为等于滑动摩擦力，电源的电动势E＝10V、内
阻r＝0.1Ω，导轨的电阻及ab棒的电阻均不计，g取10m/s2。

（1）当滑动变阻器R＝0.9Ω时，ab棒处于静止状态且仅受四个力作用，求重物
块的质量；
（2）重物块质量为0.3kg，想要使ab棒始终保持静止，滑动变阻器R′的阻值范围。