《磁场对通电导体的作用力》习题1
高中物理经典：磁场对通电导体的作用 经典例题
磁场对通电导体的作用授课内容：例题1、在物理学中，通过引入检验电流来了解磁场力的特性，对检验电流要求是（ ）A ．将检验电流放入磁场，测量其所受的磁场力F 、导线长度L 、通电电流强度I ，应用公式B =F /IL ，即可测得磁感强度BB ．检验电流电流强度不宜太大C ．利用检验电流，运用公式B=F/IL,只能应用于匀强磁场D ．只要满足长度L 很短、电流强度I 很小， 将其垂直放入磁场的条件，公式B =F /IL 对任何磁场都适用例题2、在匀强磁场B 的区域中有一光滑斜面体，在斜面体上放置一根长为L ，质量为m 的导线，当通以如图所示方向的电流后，导线恰能保持静止，则磁感应强度B 满足（ ）A ．sin ,mgB ILα=方向垂直斜面向上 B ．sin mg B ILα=，方向垂直斜面向下 C ．tan mg B ILα=，方向垂直向下 D ．mg B IL=，方向水平向左图二 图三例题3、如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其中央上方固定一根导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则（ ）A ．磁铁对桌面的压力减小，不受桌面的摩擦力B ．磁铁对桌面的压力减小，受到桌面的摩擦力C ．磁铁对桌面的压力增大，不受桌面的摩擦力D ．磁铁对桌面的压力增大，受到桌面的摩擦力例题4、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F 1，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a 受到的磁场力大小变为F 2，则此时b 受到的磁场力大小变为（ ）A ．2FB ．12F F -C ．12F F +D ．122F F -图四图五例题5、如图所示装置中，劲度系数较小的金属弹簧下端恰好接触水银槽中的水银面，电源的电动势足够大，当闭合开关S后，弹簧将（）A．保持静止 B．缩短 C．变长 D．不断上下振动例题6、相距20cm的两根光滑平行铜导轨，导轨平面倾角为a=370，上面放着质量为80g的金属杆ab，整个装置放在B=0.2T的匀强磁场中。
磁场对通电导线的作用力练习题
磁场对通电导线的作用力练习题一、选择题1. 关于磁通量的说法正确的是( )A．磁通量是个反映磁场强弱和方向的物理量B．某一面积上的磁通量可表示穿过此面积的磁感线的总条数C．在磁场中所取的面积越大，该面上磁通量一定越大D．穿过任何封闭曲面的磁通量一定为零2. 下列有关磁感应强度及安培力的说法正确的有（）A．若某处的磁感应强度为零，则通电导线放在该处所受安培力一定为零B．通电导线放在磁场中某处不受安培力的作用时，则该处的磁感应强度一定为零C．同一条通电导线放在磁场中某处所受的安培力是一定的D．磁场中某点的磁感应强度与该点是否放通电导线无关3. 如图所示，螺线管中通有电流，如果在图中的a、b、c三个位置上各放一个小磁针，其中a在螺线管内部，则( )A．放在a处的小磁针的N极向左B．放在b处的小磁针的N极向右C．放在c处的小磁针的S极向右D．放在a处的小磁针的N极向右4．铁心上有两个线圈，把它们和一个干电池连接起来，已知线圈的电阻比电池的内阻大得多，如图2所示的图中，哪一种接法铁心的磁性最强( )5.如图3所示，条形磁铁放在水平桌面上，其中央正上方固定一根直导线，导线与磁铁垂直，并通以垂直纸面向外的电流，[]A．磁铁对桌面的压力减小、不受桌面摩擦力的作用B．磁铁对桌面的压力减小、受到桌面摩擦力的作用C．磁铁对桌面的压力增大，不受桌面摩擦力的作用D．磁铁对桌面的压力增大，受到桌面摩擦力的作用6. 如图所示，弹性线圈AB，当它通电时，下列判断正确的是( )A．当电流从A→B时，线圈长度增加，当电流反向后线圈长度减小B．当电流从B→A时，线圈长度增加，当电流反向后线圈长度减小C．不管电流方向如何，线圈长度都增加D．不管电流方向如何，线圈长度都减小7.．如图4所示，将通电线圈悬挂在磁铁N极附近：磁铁处于水平位置和线圈在同一平面内，且磁铁的轴线经过线圈圆心，线圈将[]A．转动同时靠近磁铁B．转动同时离开磁铁C．不转动，只靠近磁铁D．不转动，只离开磁铁8. 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9. 如图所示，A为一水平放置的橡胶盘，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，当圆盘沿图中所示方向高速绕中心轴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10. 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．2BIl11. 如右图所示，直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如右图所示，如果直导线可以自由地运动，且通以从a到b的电流，则导线ab受磁场力后的运动情况( )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12. 如图所示，导线框中电流为I，导线框垂直于磁场放置，磁感应强度为B，AB与CD相距为d，则棒MN所受安培力大小( )A．F＝Bid B．F＝BId sin θC．F＝BIdsin θD．F＝BId cos θ二、计算题13. 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。
人教版物理选修3-1《磁场对通电导线的作用力》同步练习及答案
通电导线在磁场中受到的力同步练习建议用时 实际用时满分 实际得分45分钟100分一、选择题1．如图1所示，四边形的通电闭合线框abcd 处在垂直线框平面的匀强磁场中，它受到磁场力的合力( ) A ．竖直向上 B ．方向垂直于ad 斜向 上C ．方向垂直于bc 斜向上D ．为零 2．如图2所示，两个完全相同的圆形扁平线圈套在一个光滑的圆柱体上，并能自由移动，当大小不同的电流按图示的方向通入线圈中时两线圈的运动情况是( ) A ．都绕这个圆柱体转动B ．彼此相向平动，且电流大的加速度大C ．彼此反向平动，电流大的加速度大D ．彼此相向平动，两线圈的加速度大小相等3.如图3所示，一根通有电流的直铜棒MN ，用导线挂在磁感应强度为B 的匀强磁场中，此时两根悬线处于张紧状态，下列哪些措施可使悬线中张力为零( ) A ．适当增大电流 B ．使电流反向并适当减小 C ．保持电流不变，适当增大B D ．使电流反向，适当减小B4．两根相互垂直的异面通电直导线ab 和cd 中电流的方向如图4所示，ab 在前，cd 在后，其中ab 固定不动，cd图1图2 图3可自由移动，则松手后cd的运动情况是( )A．逆时针转动，同时靠近abB．逆时针转动，同时远离abC．顺时针转动，同时靠近abD．顺时针转动，同时远离ab5．如图5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位于同一平面内，与边平行且离边较近．当导线中通以向上的电流，线框中通以顺时针方向的电流时，线框的运动情况是( )A．向左运动B．向右运动C．以为轴转动 D．静止不动6．一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘，垂直放置，且两个线圈都通以如图6所示方向的电流，则从左向右看，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7．如图7所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央上方固定一根长直导线，导线与条形磁铁垂直．当导线中通以垂直纸面向里的电流时，用N 表示磁铁对桌面的压力，静表示桌面对磁铁的摩擦力，则导线通电后与通电前受力相比较是( )A ．N 减小，静＝0B ．N 减小，静≠0C ．N 增大，静＝0D ．N 增大，静≠08．竖直放置的直导线AB与导电圆环的平面垂直且隔有一小段距离，直导线固定，圆环可以自由运动，当通以如图8所示方向的电流时(同时通电)，从左向右看，线圈将( )图5图6图7图4A．顺时针转动，同时靠近直导线ABB．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9．如图9所示的天平可用来测定磁感应强度，天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽为L，共N匝，线圈下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面，当线圈中通有电流I时，方向如图，在天平左右两盘各加质量分别为m1、m2的砝码，天平平衡，当电流反向时(大小不变)，右盘再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡，由此可知( )A．磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为B．磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为C．磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为D．磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为二、填空题10.如图10所示，质量为，长为L，通有电流为的导体棒ab静止在水平导轨上，匀强磁场磁感应强度为B，其方向与导轨平面成α角斜向上,和棒ab垂直，ab处于静止状态，则ab受到的摩擦力大小为________，方向为________，受到的支持力为________．11.如图11所示，把一通电直导线放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动，当导线中通以如图所示方向的电流时，导体的运动情况是.三、计算题（本题共2题，共26分，答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）12.(12分)如图12所示，图8图9图10图11有一水平放置的圆环线圈，半径为r ，单位长度的质量m 0＝16．有一圆锥形的磁场，线圈所在位置的磁感应强度为B ＝0.8 T ，锥形的顶角为60°，为使线圈悬浮，应通以多大的电流？(取g ＝10 m/s 2)13. (18分)如图13所示，电源电动势E ＝2 V ，r ＝0.5 Ω，竖直导轨宽L ＝0.2 m ，导轨电阻不计．另有一金属棒ab ，质量m ＝0.1 kg ，电阻R ＝0.5Ω，它与轨道间的动摩擦因数μ＝0.4，金属棒靠在导轨的外面．为使金属棒静止不下滑，施加一个与纸面夹角为30°且方向向里的匀强磁场，g 取10 m/s 2.求(1)磁场的方向； (2)磁感应强度B 的取值范围．图13通电导线在磁场中受到的力参考答案一、选择题1.D2.D解析：用等效法把两个环形电流等效成小磁针，可知其相互吸引，并且两线圈所受合力相同，质量相同，则加速度大小相同，故D选项正确.3.AC解析：根据左手定则可知通电导线受安培力向上，大小F＝BIL，对棒进行受力分析，可知A、C选项正确．4．C解析：根据电流微元法判断出导线cd在ab的磁场中受力后会顺时针转动，再利用特殊位置法，假设cd转到与ab共面，则根据同向电流相吸引可知，导线cd会向导线ab靠近．5．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，但由于ad 距mn近，故受到作用力大，故可知B选项正确．6. C解析：根据同向电流相互吸引，异向电流相互排斥，可判断出从左向右看线圈L1将逆时针转动，或者用等效法将L1的环形电流等效成小磁针，L2的磁场垂直纸面向里，故L1将逆时针转动，故C正确．7.C解析：如题图所示，画出一条通电电流为I的导线所在处的磁铁的磁感线，电流I处的磁场方向水平向左，由左手定则知，电流受安培力方向竖直向上．根据牛顿第三定律可知，电流对磁铁的反作用力方向竖直向下，所以磁铁对桌面压力增大，而桌面对磁铁无摩擦力作用，故正确答案为C.8．C解析：圆环处在通电直导线的磁场中．由右手螺旋定则判断出通电直导线右侧磁场方向垂直纸面向里，由左手定则判定，水平放置的圆环外侧半圆受安培力方向向上，内侧半圆所受安培力方向向下，从左向右看逆时针转.再利用特殊位置法，转到与直导线在同一平面内时，由于靠近导线一侧的半圆环电流向上，方向与直导线相同，互相吸引，直导线与另一侧图15半圆环电流反向，相互排斥，但靠近导线的半圆环处B 值较大，故F 引＞F 斥，对圆环来说合力向左．9. B 解析：如果磁感应强度方向垂直纸面向里，则线圈底边所受安培力方向竖直向下，此时天平平衡，由力矩平衡知：m 1gL ′＝(m 2g ＋NBIL )L ′，式中L ′为天平力臂，如果将电流改变方向，在右侧再加上m 的砝码后又平衡了，则：m 1gL ′＝(m 2g ＋mg －NBIL )L ′，解得B ＝mg2NIL ，故B 正确．如果磁场方向垂直纸面向外，第一次平衡：m 1gL ′＝(m 2g －NBIL )L ′，第二次平衡：m 1gL ′＝(m 2g ＋mg ＋NBIL )L ′，这两方程联立无解，所以正确答案为B. 二、填空题10.BIL sin α 水平向右 mg －BIL cos α解析：画出ab 棒的横截面图，并受力分析如图14所示，因为棒ab 处于静止状态，由水平方向受力平衡可得F f ＝F 安sin α＝BIL sin α，方向水平向右．竖直方向上受力平衡得F 安cos α＋F N ＝mg ，则F N ＝mg －BIL cos α. 11.逆时针转动的同时向下运动解析：根据图15所示的导线所处的特殊位置利用电流元分析法判断其转动情况．将导线AB 从N 、S 极的中间O 分成两段，AO 、BO 段所在处的磁场方向如图①所示，由左手定则可判断出AO 段所受安培力方向垂直纸面向外，BO 段所受安培力方向垂直纸面向里，因此，从上向下看，AB 绕O 点逆时针转动．当导线转过90°角的特殊位置时，再判断其上下运动情况．如图②所示，此时，导线受安培力方向向下，导线将向下运动．由上述两个特殊位置结合电流元分析法判断可知，当导线不在特殊位置时，所受安培力使AB 逆时针转动的同时还要向下运动． 三、计算题图1412.0.4 A 解析：将圆环线圈分成很多小段，每一小段可以看作一段直线电流，取一小段分析，受力如图16所示，对于圆环整体而言，水平方向上安培力相互抵消了，整个圆环所受合安培力大小为F ⊥＝2πrBI sin30°＝πrBI .而要使线圈悬浮，有F ⊥＝mg ＝2πrm 0g ，得I ＝2m 0gB＝0.4 A.13.(1)斜向下(2)3.0 T ≤B ≤16.3 T 解析 (1)通电导线ab 的截面受力分析如图17所示(从a 端看)，由图可知磁场方向斜向下． (2)当棒有下滑的趋势时，受向上的静摩擦力为1，则有sin30°＋1－＝0.又＝1，F 1＝μF cos30°，I ＝ER ＋r.由以上四式解得B 1≈3.0 T.当棒有上滑的趋势时，受向下的静摩擦力为F 2，如图18所示，则有F ′sin30°－F 2－＝0F ′＝B 2IL F 2＝μF ′cos30°由以上各式解得B 2＝16.3 T所以B 的取值范围是3.0 T ≤B ≤16.3 T.图16图17图18。
2021新教材人教版高中物理选择性必修第二册对应练习--1-1 磁场对通电导线的作用力
第一章安培力与洛伦兹力1 磁场对通电导线的作用力基础过关练题组一安培力的方向1.(2020河北承德一中高三月考)如图,一段半圆形粗铜线固定在绝缘水平桌面上,铜线所在空间有一匀强磁场,磁场方向竖直向下。
当铜线中通有顺时针方向的电流时,铜线所受安培力的方向( )A.向前B.向后C.向左D.向右2.如图所示,A为一个水平旋转的橡胶圆盘,带有大量均匀分布的负电荷,在圆盘正上方水平放置一根通电直导线,电流方向如图所示。
当圆盘绕中心轴OO'高速顺时针转动时(从上向下看),通电直导线所受安培力的方向是( )A.竖直向上B.竖直向下C.水平向里D.水平向外3.(2020山东青岛二中高二期中)如图,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。
闭合开关S,A受到通电螺线管产生的磁场的作用力的方向是( )A.竖直向上B.竖直向下C.水平向右D.水平向左4.(2020浙江宁波效实中学高二上期中)如图所示为两根互相平行的通电直导线a、b的横截面图,a、b中的电流方向已在图中标出,那么导线a中的电流产生的磁场的磁感线环绕方向及导线b所受的安培力的方向分别是(深度解析)A.顺时针方向向右B.顺时针方向向左C.逆时针方向向左D.逆时针方向向右题组二安培力的大小5.如图所示,通电直导线置于匀强磁场中,导线与磁场方向垂直。
若仅将导线中的电流增大为原来的4倍,则导线受到安培力的大小将( )A.增大为原来的2倍B.增大为原来的4倍C.减小为原来的14D.减小为原来的126.如图所示,通电导线MN置于垂直于纸面向里的匀强磁场中,其中的电流保持不变。
当它在纸面内从a位置绕其一端M转至b位置时,通电导线所受安培力的大小变化情况是( )A.变小B.变大C.不变D.不能确定7.如图所示,水平导轨接有电源,导轨上固定有三根导体棒a、b、c,其中c最长,b 最短,c为一直径与b等长的半圆,将装置置于向下的匀强磁场中。
磁场对通电导线的作用力典型练习题
磁场对通电导线的作用力典型练习题1.如图，把扁平状强磁铁的N极吸附在螺丝钉的后端，让其位于磁铁中心位置．取一节大容量干电池，让它正极朝下，把带上磁铁的螺丝钉的尖端吸附在电池正极的铁壳帽上．将导线的一端接到电池负极，另一端轻触磁铁的侧面．此时磁铁、螺丝钉和电源就构成了一个回路，螺丝钉就会转动，这就成了一个简单的“电动机”．设电源电动势为E，电路总电阻为R，则下列判断正确的是（）A．螺丝钉俯视逆时针快速转动，回路中电流I=E/RB．螺丝钉俯视顺时针快速转动，回路中电流I＜E/RC．螺丝钉俯视逆时针快速转动，回路中电流I＜E/RD．螺丝钉俯视顺时针快速转动，回路中电流I= E/R解析：小磁铁产生的磁场方向为斜向下流向磁铁，对小磁铁的每个侧面分析，根据左手定则判断得出安培力的方向，知螺丝钉俯视顺时针快速转动．因为电源消耗的总功率大于热功率，所以EI＞I2R，则I＜E/R．故B正确，A、C、D错误．故选B．如图甲所示，在水平面上固定有长为L=2 m、宽为d=1 m的金属“U”型导轨，“U”型导轨右侧l=0.5 m范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感强度随时间变化规律如图乙所示。
在t=0时刻，质量为m=0.1kg的导体棒以v0=1 m/s的初速度从导轨的左端开始向右运动，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ=0.1，导轨与导体棒单位长度的电阻均为λ=0.1Ω/m，不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响（取g=10 m/s2）。
(1)通过计算分析4s内导体棒的运动情况；(2)计算4s内回路中电流的大小，并判断电流方向；(3)计算4s内回路产生的焦耳热。
解：(1)导体棒先在无磁场区域做匀减速运动，有：代入数据解得：t=1 s，x=0.5 m，导体棒没有进入磁场区域导体棒在1s末已停止运动，以后一直保持静止，离左端位置仍为x=0.5 m(2)前2s磁通量不变，回路电动势和电流分别为：E=0，I=0后2s回路产生的电动势为：回路的总长度为5m，因此回路的总电阻为：R=5λ=0.5 Ω电流根据楞次定律，在回路中的电流方向是顺时针方向(3)前2s电流为零，焦耳热为0，后2s有恒定电流，焦耳热为：Q=I2Rt=0.04 J24小明同学设计了一个“电磁天平”，如图1所示，等臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，两臂平衡。
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。
1.1磁场对通电导线的作用力 同步练习—高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第二册
1.1磁场对通电导线的作用力同步练习一、单选题1．关于磁感应强度的定义式B＝FIL，下列说法正确的是（）A．电流元IL在磁场中受力为F，则磁感应强度B一定等于F ILB．磁感应强度的大小与IL成反比，与F成正比C．磁感应强度就是电流元IL所受的磁场力F与IL的比值D．磁感应强度的大小是由磁场本身决定的，与检验电流元无关2．关于磁感应强度B、电流I、导线长度L和电流所受磁场力F的关系，下面的说法中正确的是（）A．在B=0的地方，F一定等于零B．在F=0的地方，B一定等于零C．若B=1 T，I=1 A，L=1 m，则F一定等于1 ND．若L=1 m，I=1 A，F=1 N，则B一定等于1 T3．磁场对通电导线的作用力称为安培力，下列通电直导线所受安培力方向正确的是（）A．B．C．D．4．如图所示，a、b、c是水平固定在正三角形三个顶点的三条长直导线，三根导线均通有大小相等、方向相同的恒定电流，则导线a所受安培力的情况是（）A．导线a所受安培力的大小为零B．导线a所受安培力的方向竖直向上C．撤掉导线c后，导线a所受安培力的方向不变D．撤掉导线c后，导线a所受安培力变小5．两根电流大小相同的通电直导线A和B用相同的丝线悬挂在水平天花板上，导线A的电流方向向里如图所示。
在空间中加竖直方向的磁场可以使两根丝线与天花板垂直，则B 的电流方向和所加的磁场方向分别为（）A．向里竖直向上B ．向里 竖直向下C ．向外 竖直向上D ．向外 竖直向下6．通电直导线A 、B 与圆形通电导线环放在同一粗糙绝缘水平面上，O 为导线环圆心，导线A 、B 与导线环直径CD 平行且到CD 距离相等，当它们通有如图所示的电流后，均仍处于静止状态，则（ ）A ．O 点磁感应强度为0B ．导线环受到向右的摩擦力C ．导线A 受到的摩擦力一定向右D ．导线B 受到的摩擦力一定向右7．如图所示，水平面上的U 形导轨NMPQ 处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B ，方向与水平面夹角为θ，垂直于ab 且指向右斜上方。
人教版物理选修3-1《磁场对通电导线的作用力》综合练习及答案
磁场对通电导线的作用力综合练习1．下列四图中的通电导线在磁场中受力分析正确的是( )解析：选C.注意安培定则与左手定则的区别，判断通电导线在磁场中的受力用左手定则．2．在如图所示的电路中，电池均相同，当开关S分别置于a、b两处时，导线MM′与NN′之间的安培力的大小分别为F a、F b，可判断两段导线( )A．相互吸引，F a>F b B．相互排斥，F a>F bC．相互吸引，F a<F b D．相互排斥，F a<F b解析：选D.无论开关置于a还是置于b，两导线中通过的都是反向电流，相互间作用力为斥力，A、C错误．开关置于位置b时电路中电流较大，导线间相互作用力也较大，B错误D正确．故选D.3. (2013·河北唐山一中高二月考)由导线组成的直角三角形框架放在匀强磁场中(如图所示)，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为轴转动解析：选B.ab和bc两段电流的等效长度等于ac，方向由a到c的一段电流，由左手定则以及安培力公式可知ab和bc两段电流所受安培力的合力方向和ac受到的安培力方向相反，大小相等，线框整体合力为0，仍然静止，故选B.4.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，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向里的电流，用F N表示磁铁对桌面的压力，用F f表示桌面对磁铁的摩擦力，导线中通电后与通电前相比较( )A．F N减小，F f＝0 B．F N减小，F f≠0C．F N增大，F f＝0 D．F N增大，F f≠0解析：选C.如题图所示，电流I处的磁场方向水平向左，由左手定则知电流I受安培力方向竖直向上．根据牛顿第三定律知，电流对磁铁的作用力方向竖直向下，所以磁铁对桌面的压力增大．由于磁铁没有相对于桌面的运动趋势，故桌面对磁铁无摩擦力作用．故选C.5. (2013·南京外国语学校高二检测)如图所示，一根长L＝0.2 m的金属棒放在倾角θ＝37°的光滑斜面上，并通过I＝5 A的电流，方向如图所示，整个装置放在磁感应强度B＝0.6 T 竖直向上的匀强磁场中，金属棒恰能静止在斜面上，则该棒的重力为多少？(sin 37°＝0.6)解析：从侧面对棒受力分析如图，安培力的方向由左手定则判出为水平向右，F＝ILB＝5×0.2×0.6 N＝0.6 N.由平衡条件得重力mg＝Ftan 37°＝0.8 N.答案：0.8 N一、选择题1．一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中正确的是( )解析：选D.A图中导线不受力，故它不会弯曲，A错误．B图中导线受到垂直纸面向里的安培力，它不会向右弯曲，B错误．C图中导线受到水平向右的安培力，导线不会向左弯曲，C错误．D图中导线受到水平向右的安培力，故它向右弯曲，D正确．故选D.2.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为( )A．0 B．0.5BIlC．BIl D．2BIl解析：选C.V形通电导线的等效长度为图中虚线部分，所以F＝BIl，故选C.3.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，故选C.4. (2013·清华附中高二检测)如图所示，abcd为闭合四边形线框，a、b、c三点的坐标分别为(0，L,0)，(L，L,0)，(L,0,0)，整个空间中有沿y轴正方向的匀强磁场，线框中通有方向如图所示的电流I.关于线框各条边所受安培力的大小，下列叙述中正确的是( )A．ab边与bc边受到的安培力大小相等B．cd边受到的安培力最大C．cd边与ad边受到的安培力大小相等D．ad边不受安培力作用解析：选B.根据安培力的计算公式可得，ab边所受安培力的大小为F ab＝BIl ab，bc边平行于磁场方向，受力为零，ad边所受安培力的大小为F ad＝BIl Od，cd边所受安培力的大小为F cd＝BIl cd，故选B.5. (2013·长沙市第一中学阶段性考试)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N极B．如果台秤的示数增大，说明磁铁右端是N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：选A.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N极，故选A.6.一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，当两线圈通以如图所示的电流时，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．向纸面内平动解析：选B.法一：等效分析法把线圈L1等效为小磁针，该小磁针刚好处于环形电流L2的中心，通电后，小磁针的N 极应指向该环形电流L2的磁场方向，由安培定则知L2产生的磁场方向在其中心竖直向上，而L1等效成小磁针，转动前N极应指向纸里，因此应由向纸里转为向上，所以从左向右看，线圈L1顺时针转动．故选B.法二：利用结论法环形电流L1、L2之间不平行，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顺时针转动．故选B.7.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：选A.棒中电流变大，金属棒所受安培力变大，θ角变大，A 正确；两悬线等长变短，θ角不变，B 错误；金属棒质量变大，θ角变小，C 错误；磁感应强度变大，金属棒所受安培力变大，θ角变大，D 错误．故选A.☆8.如图所示，用两根轻细金属丝将质量为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( )A.mg Iltan θ，竖直向上 B.mg Iltan θ，竖直向下C.mg Ilsin θ，平行悬线向下 D.mg Ilsin θ，平行悬线向上解析：选D.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 ＝mg Ilsin θ，方向应平行于悬线向上．故选D.☆9.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m 1、m 2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m 1－m 2g NILB ．磁感应强度方向垂直纸面向里，大小为mg2NILC ．磁感应强度方向垂直纸面向外，大小为m 1－m 2g NILD ．磁感应强度方向垂直纸面向外，大小为mg 2NIL解析：选B.由题目所给条件，先判断出磁场的方向再根据天平的工作原理列出对应关系式．因为电流反向时，右边再加砝码才能重新平衡，所以此时安培力竖直向下，由左手定则判断磁场向里．电流反向前，有m 1g ＝m 2g ＋m 3g ＋NBIL ，其中m 3为线圈质量．电流反向后，有m 1g ＝m 2g ＋m 3g ＋mg －NBIL .两式联立可得B ＝mg2NIL.故选B.二、非选择题10.如图所示，PQ 和MN 为水平、平行放置的金属导轨，相距1 m ，导体棒ab 跨放在导轨上，导体棒的质量m ＝0.2 kg ，导体棒的中点用细绳经滑轮与物体相连，物体质量M ＝0.3 kg ，导体棒与导轨间的动摩擦因数μ＝0.5.匀强磁场的磁感应强度B ＝2 T ，方向竖直向下，为了使物体匀速上升，应在导体棒中通入多大的电流？方向如何？解析：为了使物体匀速上升，导体棒所受安培力方向应向左，由左手定则可知，导体棒中的电流方向应为a →b .由平衡条件得：BIL ＝Mg ＋μmg 解得：I ＝Mg ＋μmgBL＝2 A.答案：2 A 方向a →b11.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)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＝mgtan 37°＝6×10－2×100.75 N＝0.8 N 由F 安＝BIL 得B ＝F 安IL＝0.81×0.4T ＝2 T由B＝0.4t得t＝B0.4＝20.4s＝5 s.答案：5 s☆12.如图所示为某种电流表的原理示意图．质量为m的均质细金属棒MN的中点处通过一绝缘挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连，弹簧的劲度系数为k.在矩形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外．与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数，MN的长度大于ab.当MN中没有电流通过且处于平衡状态时，MN与矩形区域的cd边重合；当MN中有电流通过时，指针示数可表示电流大小．(1)当电流表示数为零时，弹簧伸长多少？(重力加速度为g)(2)若要使电流表正常工作，MN的哪一端应与电源正极相接？(3)若k＝2.0 N/m，ab＝0.20 m，bc＝0.05 m，B＝0.20 T，此电流表的量程是多少？(不计通电时电流产生的磁场的影响)(4)若将量程扩大2倍，磁感应强度应变为多大？解析：(1)设弹簧的伸长为Δx，则有mg＝kΔx①由①式得Δx＝mg k.(2)为使电流表正常工作，作用于通有电流的金属棒MN上的安培力必须向下，因此M 端应接正极．(3)设满量程时通过MN 的电流大小为I m ，则有 BI m ab ＋mg ＝k (bc ＋Δx )②联立①②式并代入数据得I m ＝2.5 A.(4)设量程扩大后，磁感应强度变为B ′，则有 2B ′I m ab ＋mg ＝k (bc ＋Δx )③由①③式得B ′＝kbc 2I m ab，代入数据得B ′＝0.10 T. 答案：(1)mg k (2)M 端应接正极 (3)2.5 A(4)0.10 T。
磁场对通电导线的作用力(原卷版)
1.1 磁场对通电导线的作用力一、安培力的方向1．安培力：通电导线在 中受的力．2．左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指 ，并且都与 在同一个平面内；让磁感线从 垂直进入，并使四指指向 的方向，这时 所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向．3．安培力方向与磁场方向、电流方向的关系： ， ，即F 垂直于B 与I 所决定的平面．二、安培力的大小1．垂直于磁场B 的方向放置的长为l 的通电导线，当通过的电流为I 时，所受安培力为F ＝ . 2．当磁感应强度B 的方向与电流方向成θ角时，公式F ＝ . 三、磁电式电流表1．原理：安培力与电流的关系．通电线圈在磁场中受到 而偏转，线圈偏转的角度越大，被测电流就越 ．根据 的偏转方向，可以知道被测电流的方向． 2．构造：磁体、线圈、螺旋弹簧、指针、极靴．3．特点：极靴与铁质圆柱间的磁场沿 方向，线圈无论转到什么位置，它的平面都跟磁感线 ，且线圈左右两边所在处的磁感应强度大小 ．4．优点：灵敏度高，可以测出很弱的电流．缺点：线圈的导线很细，允许通过的电流很弱．考点一：两根通电导线之间的作用力方向【例1】在正三角形ABC 的三个顶点A 、B 、C 处，各固定有一根垂直于三角形的长直导线，每根导线通有大小相同的恒定电流，电流方向如图所示，已知导线A 受到的安培力大小为F ，则导线C 受到的安培力（ ）A ．大小为F ，方向平行AB 向左下 B ．大小为F ，方向平行AB 向右上基础知识梳理典型例题分析C，方向垂直AB向右下D，方向垂直AB向左上【变式练习】1．如图所示，两个完全相同的闭合导线环挂在光滑绝缘的水平横杆上，当导线环中通有反向电流后，两导线环开始运动，以下关于两导线环运动情况的说法正确的是（）A．二者相互靠近，各自做匀变速直线运动B．二者相互远离，各自做加速度减小的直线运动C．二者相互靠近，各自做加速度减小的直线运动D．二者相互远离，各自做加速度增大的直线运动2．如图所示，矩形abcd的边长bc是ab的2倍，两细长直导线通有大小相等、方向相反的电流，垂直穿过矩形平面，与平面交于e、f两点，其中e、f分别为ad、bc的中点。
《磁场对通电导线的作用力》例题课件
当B与I不垂直时F、B、I的关系示意图
F B⊥ B∥ B
I 总结：不管B与I是否垂直，F都垂直与B和I所决定的平面
例1： 1）关于磁感应强度，下列说法中错误的是 （ ABCD ） A．由B=F/IL，B与F成正比，与IL成反比 B．由B=F/IL，一小段通电导体在某处不受磁场力， 说明此处一定无磁场 C．通电导线在磁场中受力越大，说明磁场越强 D．磁感应强度的方向就是该处电流受力方向
说明： ①在几个场电流产生的磁场中，某 一点的合磁感应强度B同样等于每个场 电流单独存在时产生的磁场在该点的磁 感应强度B1、B2、B3……的矢量和。 ②在几个场电流产生的磁场中，经 常利用磁感应强度的叠加来定性判定某 一点合磁感应强度的方向，或者用来定 性分析磁场中合磁感应强度分布的情况。
三、磁场对电流的作用力---安培力 安培力的大小：F=BIL。
当通电导线与磁场方向垂直时，磁场对通电导 线的作用力跟磁感强度B、通电导线在磁场中 的长度L和电流I成正比。
(此时B、I、L三者关系为两两垂直)
方向：由左手定则判定 磁感应强度为B与电流I夹角为 时：
安培力F= B⊥Il=B和I方向关系可 以概括为那句话？这时左手定则对磁感 应线有何要求？
7)一个可自由运动的轻线圈L1和一个固定的线 圈L2互相垂直放置，且两 个圆线圈的圆心重合，两线圈通以如图所示的电流方向时，则从左向 右看，线圈L1将 ( B ) A.不动 B.顺时针转动 C.逆时针转动 D.向纸外转动
8) 如图所示，固定的长直导线竖直放置，通以竖直向上的直流电.在导线 右侧放一可以自由移动的矩形通电线框，它们在同一平面内，则线框 的运动情况是 ( B ) A.线框平动，远离直导线 B.线框平动，靠近直导线 C.从上向下看线框顺时针转动，并靠近直导线 D.从上向下看线框逆时针转动，并远离直导线
1.1 磁场对通电导线的作用力(同步练习)(解析版)
第一章安培力与洛伦兹力第1节磁场对通电导线的作用力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()【答案】C【解析】A、D图中电流方向与磁场方向平行，不受安培力作用，故A、D错误；B图中安培力的方向是垂直导线向下的，故B错误；C图中安培力的方向是垂直导线向上的，故C正确．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【答案】：B【解析】：根据左手定则可知：安培力的方向垂直于电流I和磁场B确定的平面，即安培力的方向既垂直于B又垂直于I，A错误，B正确；当电流I的方向平行于磁场B的方向时，直导线受到的安培力为零，当电流I的方向垂直于磁场B的方向时，直导线受到的安培力最大，可见，安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角有关，C错误；如图所示，电流I和磁场B垂直，直导线受到的安培力F＝BIL，将直导线从中点折成直角，分段研究导线受到的安培力，电流I和磁场B垂直，根据平行四边形定则可得，导线受到的安培力的合力为F′＝22BIL，D错误。
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()．【答案】D【解析】A图中I与B平行应不受安培力，故A错误，由左手定则知B、C错误，D正确．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【答案】：B【解析】：弹簧通电时，同向电流相吸，使得弹簧缩短，故B正确。
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【答案】：C【解析】：同向环形电流间相互吸引，虽然两电流大小不等，但根据牛顿第三定律知两线圈间相互作用力大小相等，所以选C 项．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。
(完整版)磁场对通电导线的作用力习题1
第1节探究磁场对电流的作用一、单选题1. 在图中，标出磁场B的方向，通电直导线中电流I的方向，以及通电直导线所受磁场力F的方向，其中正确的是[ ]2. 通电螺线管内有一在磁场力作用下面处于静止的小磁针，磁针指向如图所示，则 [ ] A．螺线管的P端为N极，a接电源的正极 B．螺线管的P端为N极，a接电源的负极C．螺线管的P端为S极，a接电源的正极 D．螺线管的P端为S极，a接电源的负极3. 关于磁感线的描述，错误的是[ ]A．磁感线是表示磁场强弱和方向的曲线 B．磁感线是闭合的曲线C．任意两条磁感线都不能相交 D．自由的小磁针在磁场作用下，将沿磁感线运动4. 如图所示为两根互相平行的通电直导线a，b的横截面图，a，b中的电流方向已在图中标出，那么导线a中的电流产生的磁场的磁感线环绕方向及导线b所受的磁场力的方向分别是[ ]A．磁感线顺时针方向，磁场力向左 B．磁感线顺时针方向，磁场力向右C．磁感线逆时针方向，磁场力向左 D．磁感线逆时针方向，磁场力向右5. 如图所示, 在水平放置的光滑绝缘杆ab上, 挂有两个相同的金属环M和N．当两环均通以图示的相同方向的电流时，分析下列说法中，哪种说法正确[ ]A．两环静止不动 B．两环互相靠近 C．两环互相远离 D．两环同时向左运动6. 一根有质量的金属棒MN，两端用细软导线连接后悬挂于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[ ]A．适当减小磁感应强度 B．使磁场反向 C．适当增大电流强度 D．使电流反向7. 如图所示，载有恒定电流的闭合弹簧线圈环套在条形磁铁的中心位置，则 [ ]A.环受沿半径向外的安培力, 磁铁的磁场穿过环内的磁通量有增大倾向B.B. 环受沿半径向外的安培力, 磁铁的磁场穿过环内的磁通量有减小倾向C.C. 环受沿半径向内的安培力, 磁铁的磁场穿过环内的磁通量有增大倾向D.D. 环受沿半径向内的安培力, 磁铁的磁场穿过环内的磁通量有减小倾向8. 如图所示，一个闭合线圈套在条形磁铁靠近N极这一端，当在线圈中通以图示方向的电流I时，则 [ ]A．线圈圆面将有被拉大的倾向B．线圈圆面将有被压小的倾向C．线圈将向上平移D．线圈将向S极一端平移9. 如图，四个相同的矩形线圈，通以相同的电流，同时放在匀强磁场内，线圈平面都与磁场平行，所不同的只是各线圈的转轴OO'位置不同，下面说法正确的是[ ]A．C所受力矩最大B．b所受力矩最小C．四个线圈所受力矩各不相同D．四个线圈所受力矩相同二、填空题1. 一面积为S的长方形线圈从图所示的位置在磁感应强度为B的匀强磁场中转动(转轴与磁场方向垂直)了60°的瞬时，穿过线圈的磁通量F=____．2. 如图所示，一粗细均匀、重1N的金属丝ab，两端用相同的轻弹簧挂起(弹簧下端与金属丝绝缘)，放在一方向垂直于纸面向里的匀强磁场(匀强磁场的范围足够大)中，若在金属丝中通入大小为I、方向自a至b的电流，此时所受安培力的大小为0.5N，金属丝下降1mm；若改在金属丝中通入大小仍为I但方向自b至a的电流，金属丝应下降_______mm．3. 如图，通电导线ab紧靠着竖直导轨恰能匀速下滑，已知ab和导轨间的摩擦系数为0.50，匀强磁场方向竖直向上，ab质量为0.010kg，则通过ab的电流方向为______，ab受的磁场力为__________(g取10m/s2)4. 如图所示，正方形线框每边长为L，每边质量为m，可绕z轴自由转动，由于线框通入电流而转至图中虚线位置，线框平面和竖直方向夹角为a，设线框中电流强度为I，方向为逆时针方向，则与y轴平行的磁场的磁感应强度的方向为______，大小为____．5. 如图所示，有一正方形线框边长为0.4m , 线框平面和匀强磁场的磁感线夹角为30°, 现已知线框内磁通量为0.2Wb , 则磁场的磁感应强度为B=____T．当线框平面以O为轴逆时针旋转30°时，线框内磁通量的变化量为△ϕ=_______________Wb．当线框平面由初始位置逆时针旋转180°时，线框内磁通量的变化量为△ϕ'=__________________Wb．三、多选题1.关于样感应强度，下列哪些说法是正确的 [ ]A．一小段通电导线放在磁感应强度为零的地方，它受到的磁场力一定为零B．一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处的磁感应强度一定为零C．磁场中某处的磁感强度跟放在那里的一小段通电导线的电流强度有关系D．磁感应强度的方向一定跟磁场力的方向垂直，但不一定跟电流方向垂直2. 关于磁场和磁感线的描述，下列说法中正确的是： [ ]A．磁感线从永久磁铁的N极发出指向S极，并在S极终止B．任何磁场的磁感线都不会相交C．磁感线可以用来表示磁场的强弱和方向D．匀强磁场的磁感线平行等距，但这只是空间磁场内局部范围内的情况，整体的匀强磁场是不存在的3. 彼此绝缘、互相垂直放置的两通电直导线中电流方向如图所示，在两导线周围空间磁场较强的区域在[ ]A．Ⅰ区 B．Ⅱ区 C．Ⅲ区 D．Ⅳ区4. 如图所示，四个放在匀强磁场中的通电线圈，能够由图示位置开始绕转动轴OO'发生转动的是[ ]5. 关于安培力的方向，下列说法正确的是 [ ]A．安培力F的方向不总是垂直于由I与B所构成的平面\par B．安培力F的方向由I的方向和B的方向共同决定C．如果I和B其中一个量的方向变为原来方向的反方向；则安培力F的方向也变为原来方向的反方向D．若I和B两个量的方向都变为原来方向的反方向，则安培力F的方向不变6. 如图，a、b、c、d是四根长度相等、等间距地被固定在同一竖直平面上的通电长直导线，当它们通以大小相等、方向如图的电流时，各导线所受磁场力的合力情况是[ ]A．导线a的受力方向向左 B．导线b的受力方向向左C．导线c的受力方向向左 D．导线d的受力方向向右7. 如图，一条形磁铁放在水平桌面上，在它的正中央上方固定一直导线，导线与磁铁垂直，若给导线通以垂直于纸面向里的电流，则[ ]A．磁铁对桌面的压力增大 B．磁铁对桌面的压力减少C．桌面对磁铁没有摩擦力D．磁铁所受的合力不变8. 如图所示, 空间各处都有匀强磁场, 将一导线AO放在XOY面上通以电流I, 导线与OX夹角为45°．已知AO导线受的磁场力方向沿Z轴的负方向．若将此导线改放在OZ轴上，并通以沿ZO方向的电流，这时导线受的磁场力方向沿X轴正向，则磁场方向可能是[ ]A．沿X轴正方向B．沿Y轴正方向C．沿Z轴正方向 D．与AO不垂直四、计算题( 10分 )如图所示, 光滑的U形导电轨道与水平面的夹角为q, 空间有一范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场，一质量为m的光滑裸导体棒ab恰能静止在导轨上，试确定图中电池的正负极并求导体中的电流所受磁场力的大小(当地的重力加速度为g)．一、单选题1. C2. B3. D4. B5. B6. C7. C8. C9. A 10. D二、填空题1. 0.5BS2. 33. b→a；0.2N4. y轴正向；2mgtga/IL5. 2.5； 0.146； 0.4三、多选题1. AD2. B、C、D3. BD4. CD5. BCD6. ACD7. ACD8. BD四、计算题1. 只有当d为正极、c为负极时ab棒才可能静止．对ab棒进行受力分析，由平衡条件可得F磁=mgtgq．。
高中物理-磁场对通电导体的作用力-(提纲、例题、练习、解析)
磁场对通电导体的作用力【学习目标】1．掌握左手定则，理解电流的方向以及磁场对电流的作用力方向三者之间的关系。
2．掌握安培力的计算，能够理解一些安培力作用的现象和应用，能够熟练地计算通电直导体在匀强磁场中受到的安培力。
3．知道磁电式电表的基本构造以及运用它测量电流大小和方向的基本原理。
【要点梳理】要点一、对安培力的理解要点诠释：1．安培力是磁场对电流的作用力，是一种性质力，其作用点可等效在导体的几何中心．2．安培力的方向在解决有关磁场对电流的作用的问题时，能否正确判断安培力的方向是解决问题的关键，在判定安培力的方向时要注意以下三点：（1）安培力的方向总是既与磁场方向垂直，又与电流方向垂直，也就是说安培力的方向总是垂直于磁场和电流所决定的平面．因此，在判断时首先确定磁场和电流所确定的平面，从而判断出安培力的方向在哪一条直线上，然后再根据左手定则判断出安培力的具体方向．（2）当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向仍垂直电流和磁场所决定的平面，所以仍可用左手定则来判断安培力的方向，只是磁感线不再垂直穿过手心．（3）注意区别安培力的方向和电场力的方向与场的方向的关系．安培力的方向与磁场的方向垂直，而电场力的方向与电场的方向平行．现把安培力和电场力做如下比较：注意：若已知B、I方向，则由左手定则得F安的方向被唯一确定；但若已知B（或I）、F安的方向，由于B只要穿过手心即可，则I（或B）的方向不唯一． 3．安培力的大小（1）计算公式：F BILsin=θ（2）对公式的理解：公式F BILsin=θ，此时Bsinθ为B=θ可理解为F(Bsin)IL沿垂直I方向上的分量，也可理解为F BI(Lsin)=θ，此时Lsinθ为L沿垂直B的方向上的投影长度，也叫“有效长度”，公式中的θ是B和I方向间的夹角．注意：①若导线是弯曲的，此时公式F BILsin=θ中的L并不是导线的总长度，而应是弯曲导线的“有效长度”．它等于连接导线两端点直线的长度（如图所示），相应的电流方向沿两端点连线由始端流向末端．②安培力公式一般用于匀强磁场．在非匀强磁场中很短的导体也可使用，此时B的大小和方向与导体所在处的B的大小和方向相同．若在非匀强磁场中，导体较长，可将导体分成若干小段，求出各段受到的磁场力，然后求合力．要点二、安培力作用下通电导体运动方向的判定方法要点诠释：不管是电流还是磁体，对通电导线的作用都是通过磁场来实现的，因此必须要清楚导线所在位置的磁场分布情况，然后结合左手定则准确判断导线的受力情况或将要发生的运动，在实际操作过程中，往往采用以下几种方法：注意：（1）判断通电线圈等在磁场中的转动情况，要寻找具有对称关系的电流元．（2）利用特殊位置要注意利用通电导体所在位置的磁场特殊点的方向． 要点三、电流表的工作原理、灵敏度及特点要点诠释：1．电流表的工作原理：（1）均匀辐向磁场蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐向分布的（如图所示），不管通电线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行．线圈所处的磁感应强度的大小都相同．（2）工作原理如图所示，设线圈所处位置的磁感应强度大小为B ，线圈长为L ，宽为d ，匝数为n ，当线圈中通有电流I 时，安培力对转轴产生力矩：122d M F F d ⎛⎫=⨯⨯=⋅ ⎪⎝⎭，安培力的大小为：F nBIL =．故安培力的力矩大小为1M nBILd nBIS ==（S 为线圈的面积）．当线圈发生转动时，不论通电线圈转到什么位置，它的平面都跟磁感线平行，安培力的力矩不变．当线圈转过θ角时，这时指针偏角也为θ角，螺旋弹簧产生阻碍线圈转动的扭转力矩为M 2，对线圈，根据力矩平衡有12M M =．设弹簧材料的扭转力矩与偏转角成正比，且为2M k =θ。
高中物理磁场对通电导线的作用力 例题解析
德钝市安静阳光实验学校磁场对通电导线的作用力例题解析【典型例题】【例1】如图所示，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是时，有关直导线运动情况的说法中正确的是（从上往下看）（C）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【解析】用安培定则判断通电蹄形电磁铁的极性，通电直导线在蹄形磁铁的磁场中，它的受力情况用电流无法进行判断，如图所示把直线电流等效为AO、OO/、O/B三段，其中OO/为极短的电流元。
画出电磁铁的磁感线，可知OO/段电流元不受安培力的作用，AO段受垂直于纸面向外的安培力，O/B段受一垂直于纸面向里的安培力，故从上往下看，导线以OO/段为轴逆时针转动。
再用特殊位置法，假设导线转过90°，如图所示，则导线受力的受力方向应竖直向下。
实际上导线的运动应是上述两种运动的合成。
【答案】C【例2】一根均匀粗导线的两端用柔软导线拉入电路，用用两根弹簧测力计悬挂起来，使导线MN保持水平，如图所示，在导线MN处加水平向里的磁场，并通以自M向N的电流，弹簧测力计的示数为F，若要使弹簧测力计示数增大，可以采用的做法是（ACD）A、只减小电流B、只增加电流C、只改变电流方向D、只改变磁场方向【解析】对通电导体进行受力分析，由左手定则，确定安培力F 安方向向上，如图所示，设弹簧测力计的示数为T，则有T+F安=mg 即T=mg-F安，要使T增大，方法1、可使F安减小，F安=BIL可知，通过减小I，可达到目的。
方法2、可使F安反向，可通过改变电流方向或改变磁场方向来实现。
【答案】A、C、D【例3】如图所示，在与水平方向成60°的光滑金属导轨间连一电源，在相距1m的平行导轨上放一重力为3N的金属棒ab，棒上通以3A的电流，磁场方向竖直向上，这时棒恰好静止。
求：（1）匀强磁场的磁感应强度B；（2）ab棒对导轨的压力。
2025届高考物理一轮复习课后习题第1讲磁场的描述磁场对通电导线的作用力
第十一章 磁场第1讲磁场的描述 磁场对通电导线的作用力基础对点练题组一 磁场的描述1.(2024广西钦州模拟)关于磁感应强度,下列说法正确的是( ) A.由B=FIL 可知,B 与F 成正比,与IL 成反比B.从运动电荷所受洛伦兹力出发有B=F qv,把此式与E=F q相比较,我们可以更深刻地认识磁现象,“它只与运动电荷有关,表现为定义式中反映运动的物理量v ” C.磁感应强度的大小在数值上等于穿过单位面积的磁通量D.一小段通电导线在某处所受磁场力的方向,与该处磁感应强度的方向相同2.四根长直导线通有相同大小的电流,导线的截面是正方形的四个顶点,其中L 1、L 2导线电流垂直纸面向里,L 3、L 4导线电流垂直纸面向外,每根导线在中心O 处产生的磁感应强度大小均为B ,则O 点的磁感应强度是( )A.大小为2B ,指向L 1B.大小为4B ,指向L 1、L 4连线中点C.大小为2√2B ,指向L 1、L 4连线中点D.大小为√2B ,指向L 2、L 3连线中点 题组二 磁场对通电导线的作用力3.一不可伸长直导线垂直于匀强磁场B 放置,通过电流I 时导线受到的安培力为F ,将该导线做成半圆环,圆环平面仍垂直于匀强磁场放置,如图所示,并保持安培力不变,则圆环中电流大小为( )A.IB .π2IC .πID .2π3I4.(2024广东梅州模拟)如图所示,一光滑绝缘的圆柱体固定在水平面上。
导体棒AB 可绕过其中点的转轴在圆柱体的上表面内自由转动,导体棒CD 固定在圆柱体的下底面。
开始时,两导体棒相互垂直并静止,两导体棒中点O 1、O 2连线与圆柱体的中轴线重合。
现对两导体棒同时通入图示方向(A 到B 、C 到D )的电流。
下列说法正确的是( )A.通电后,导体棒AB仍将保持静止B.通电后,导体棒AB将逆时针转动(俯视)C.通电后,导体棒AB将顺时针转动(俯视)D.通电瞬间,线段O1O2上存在磁感应强度为零的位置5.在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中,当金属棒ab中通以恒定电流I且金属棒静止时,两细线偏离竖直方向的偏角均为θ,如图所示。
磁场对通电导线的作用习题(分类练习附答案)
磁场对通电导线的作用力四类主要题型一．安培力大小和方向基础考察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 2．通电矩形线框abcd 与长直通电导线MN 在同一平面内，如图所示，ab 边与MN 平行．关于MN 的磁场对线框的作用力，下列说法正确的是( BD ) 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等 C ．线框所受的安培力的合力方向向左 D ．线框所受的安培力的合力方向向右3．在地球赤道上空，沿东西方向水平放置一根通以由西向东的直线电流，则此导线（ ）A ．受到竖直向上的安培力B ．受到竖直向下的安培力C ．受到由南向北的安培力D ．受到由西向东的安培力 4.关于通电导线在磁场中所受的安培力，下列说法正确的是 ( )A.安培力的方向就是该处的磁场方向B.安培力的方向一定垂直于磁感线和通电导线所在的平面C.若通电导线所受的安培力为零.则该处的磁感应强度为零D.对给定的通电导线在磁场中某处各种取向中，以导线垂直于磁场时所受的安培力最大5. 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D ．大小由最大渐减小到零，方向不变6．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，受磁场的作用力是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 。
《磁场对通电导线的作用力》同步测试doc高中物理
《磁场对通电导线的作用力》同步测试doc高中物理一、选择题：1、关于通电直导线所受的安培力F、磁感应强度B和电流I三者方向之间的关系，以下讲法中正确的选项是〔〕A、F、B、I的三者必定均相互垂直B、F必定垂直于B、I，但B不一定垂直于IC、B必定垂直于F、I，但F不一定垂直于ID、I必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B2、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，那么通电线圈运动的情形是〔〕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3、如下图，平均绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方邻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4、如下图，一根通有电流I的直铜棒MN，用导线挂在磁感应强度为B的匀强磁场中，现在两根悬线处于紧张状态，以下哪些措施可使悬线中张力为零〔〕A、适当增大电流B、使电流反向并适当减小C、保持电流 I不变，适当增大BD、使电流I反向，适当减小5、一只电压表读数偏小，为纠正这一偏差，能够采取的措施是〔〕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6、如下图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受到的磁场力大小变为F2，那么现在b受到的磁场力大小变为〔〕A、F2B、F1-F2C、F1+F2D、2F1-F2二、填空题：7、如下图，通有电流的导体A能够自由运动，判定导线A受安培力的情形及在安培力作用下导线将如何运动。
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《磁场对通电导体的作用力》习题
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
2、通电矩形线框abcd与长直通电导线MN在同一平面内，如图所示，ab边与MN平行.关于MN的磁场对线框的作用力，下列说法正确的是( )
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等
C、线框所受的安培力的合力方向向左
D、线框所受的安培力的合力方向向右
3、在地球赤道上空，沿东西方向水平放置一根通以由西向东的直线电流，则此导线（）
A、受到竖直向上的安培力
B、受到竖直向下的安培力
C、受到由南向北的安培力
D、受到由西向东的安培力
4、关于通电导线在磁场中所受的安培力，下列说法正确的是( )
A、安培力的方向就是该处的磁场方向
B、安培力的方向一定垂直于磁感线和通电导线所在的平面
C、若通电导线所受的安培力为零.则该处的磁感应强度为零
D、对给定的通电导线在磁场中某处各种取向中，以导线垂直于磁场时所受的安培力最大
5、如下图所示，在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线，电流强度为I，磁感应强度为B，求各导线所受到的安培力。
FA＝_______ FB＝_______ FC＝_______ FD＝_______ FE＝_______
6、如图所示，长为L的导线AB放在相互平行的金属导轨上，
导轨宽度为d，通过的电流为I，垂直于纸面的匀强磁场的磁感应强
度为B，则AB所受的磁场力的大小为（）
A、BIL
B、BIdcosθ
C、BId/sinθ
D、BIdsinθ
7、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=L0，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F0，则F0的方向为________；B的大小为________。
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