通电导线在磁场中受到的力练习题及答案解析.doc

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1．如图所示，在同一水平面上的两根导轨相互平行，并处在竖直向上的匀强磁场中，一根质量为3.6kg，有效长度为2m的金属棒放在导轨上．当金属棒中的电流为5A时，金属棒做匀速直线运动；当金属棒中的电流增加到8A时，金属棒的加速度为2m/s2，求磁场的磁感应强度的大小．

解析：

棒匀速动动，有：

BI1l＝μmg①

棒匀加速运动时，有：

BI2l－μmg＝ma②

联立①、②解得B＝＝1.2T.

答案：

1.2T

2如图3－4－24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www.xkb1.com

解析：

选D.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.

3.如图所示，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（　　）

A．B＝mg，方向垂直斜面向上

B．B＝mg，方向垂直斜面向下

C．B＝mg，方向垂直斜面向下

D．B＝mg，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＝，故选A.

4．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）新课标第一网

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＝＝N

＝0.8N

由F安＝BIL得

B＝＝T＝2T

由B＝0.4t得t＝＝s＝5s.

答案：

5s

5如图所示，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，导体棒的质量m＝0.2kg，导体棒的中点用细绳经滑轮与物体相连，物体质量M＝0.3kg，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＝2T，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＝＝2A

答案：

2A　方向a→b

6．如图3－4－30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.

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＝②

由①②并代入数据得：

R1＝7Ω.

答案：

7Ω