磁场对通电导线的作用习题(分类练习附答案).doc

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。
二．有效长度的考察
1.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＝_______
2.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

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=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________.

三．自由通电导线在磁场中的运动
1．如图所示，长直导线通电为I1，通过通以电流I2环的中心且垂直环平面，当通以图示方向的电流I1、I2时，环所受安培力( )
A．沿半径方向向里 B．沿半径方向向外
C．等于零 D．水平向左 E.水平向右

2．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

3．如图所示，把一重力不计可自由运动的通电直导线AB水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，当通以图示方向的电流时，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
S
N

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

5．两个相同的轻质铝环能在一个光滑的绝缘圆柱体上自由移动，设大小不同的电流按如图所示的方向通入两铝环，则两环的运动情况是( )

A．都绕圆柱体转动
B．彼此相向运动，且具有大小相等的加速度
C．彼此相向运动，电流大的加速度大
D．彼此背向运动，电流大的加速度大

6．一根用导线绕制的螺线管，水平放置，在通电的瞬间，可能发生的情况是( )
A．伸长 B．缩短 C．弯曲 D．转动
7．如图所示，在匀强磁场中有一矩形线圈，它的平面与磁场平行，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

8．如图所示，匀强磁场中有一通以方向如图的稳定电流的矩形线abcd，可绕其中心轴 转动，则在转动过程中(   )
A．ab和cd两边始终无磁场力作用。
B．ab和cd两边所受磁场力大小和方向在转动过程中不断变化
C．线圈在磁场力作用下转动过程中合力始终不为零
D．ab、cd两边受到和磁场力的大小和方向在转动过程中始终保持不变

9．如下面六幅图所示，通有电流的导体A可以自由运动，判断导线A受安培力的情况及在安培力作用下导线将如何运动。

10.两条导线互相垂直，如图所示，但相隔一段较小的距离，其中一条AB是固定的，另一条CD能自由转动，当直流电流按图示方向通入两条导线时，CD导线将 （ ）
A.逆时针方向转动，同时靠近导线AB
B.顺时针方向转动，同时靠近导线AB
C.逆时针方向转动，同时离开导线AB
D.顺时针方向转动，同时离开导线AB
四．通电导体在安培力下的平衡

1．如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上，垂直纸面水平放置一根长为L，质量为m的通电直导线，电流方向垂直纸面向里，欲使导线静止于斜面上，则外加磁场的磁感应强度的大小和方向可以是
A．B=mgtanθ/IL，方向垂直斜面向下 B．B=mgtanθ／IL，方向竖直向下
C．B=mg／IL，方向水平向左 D．B=mgcosθ/IL，方向水平向

2．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。

3．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？

4．如右图所示，水平放置的两导轨P、Q间的距离L＝0.5 m，垂直于导轨平面的竖直向上的匀强磁场的磁感应强度B＝2 T，垂直于导轨放置的ab棒的质量m＝1 kg，系在ab棒中点的水平绳跨过定滑轮与重量G =3 N的物块相连．已知ab棒与导轨间的动摩擦因数μ＝0.2，电源的电动势E＝10 V、内阻r＝0.1 Ω，导轨的电阻及ab棒的电阻均不计．要想ab棒处于静止状态，R应在哪个范围内取值？(g取10 m/s2)

磁场对通电导线的作用力四类主要题型(答案)
一、1B 2 BD 3 A 4BD 5 C6 2T 2T 0.15N
二、1 BILcosα BIL 2BIR 0 2 C 西北方向
三、1 C 2 D 3 C 4 A 5 B 6 B 7B 8 D 9 略 10 A
四、1、BC 2、
解：如图受力 磁场的方向竖直向上
θ
B
图甲
F
T
mg
图乙
θ
对铜棒进行受力分析，通电时导线向外偏转，说明安培力方向垂直电流和磁场方向向外，受力如图乙所示（侧视图）。
棒受力平衡，有：

3、解：以静止的金属棒为研究对象，画出其侧视图，受力如图．要使金属棒静止，通电金属棒所受安培力一定要有向左的分量，由左手定则判定磁场方向应斜向下，
  根据平衡条件，若摩擦力方向向上，
则：B1ILsin37°+uB1ILcos37°=mg
    若摩擦力方向向下，
则：B2ILsin37°-uB2ILcos37°=mg
其中电流I=E/R+r u=0.5
代入数据解得：B1=2.5T，B2=12.5.3T
故所求磁感应强度的范围2.5T≤B≤12.5T

4、解：依据物体的平衡条件可得
ab棒恰不右滑时：G－μmg－BI1L＝0
ab棒恰不左滑时：G＋μmg－BI2L＝0
依据闭合电路欧姆定律可得：
E＝I1(R1＋r)
E＝I2(R2＋r)
由以上各式代入数据可解得：
R1＝9.9 Ω，R2＝1.9 Ω
所以R的取值范围为：
1.9 Ω≤R≤9.9 Ω

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