磁场对通电导线的作用力练习题Word文件下载.docx

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　C．垂直纸面向外转　　D．垂直纸面向里转 

　　由右手安培定则知导线上方的磁场方向垂直于纸面向外，而小磁针静止时N极的指向为该点的磁场方向，所以小磁针N级将垂直纸面向外转，C正确． 

3．如图所示，一通电直线竖直放置，其右侧A、B两点的磁感应强度分别为BA和BB，则:

　A．BA＞BB，方向均垂直纸面向外 

　B．BA＜BB，方向均垂直纸面向外 

　C．BA＜BB，方向均垂直纸面向里 

　D．BA＞BB，方向均垂直纸面向里 

【答案】D 

　　由右手定则可知，AB两点的磁场方向均垂直纸面向里；

由于A点离通电导线较近，故BA＞BB，选项D正确. 

4．（多选）如图所示，一根长度L的直导体棒中通以大小为I的电流，静止放在导轨上，垂直于导体棒的匀强磁场的磁感应强度为B，B的方向与竖直方向成θ角。

下列说法中正确的是:

　A．导体棒受到磁场力大小为BLIsinθ 

　B．导体棒对轨道压力大小为mg-BILsinθ 

　C．导体棒受到导轨摩擦力为η（mg-BILsinθ） 

　D．导体棒受到导轨摩擦力为BLIcosθ 

【答案】BD 

　　导体棒受到磁场力大小为BLI，选项A错误；

因为安培力的方向垂直B以及I的方向斜向右上方，故导体棒对轨道压力大小为mg-BILsinθ，选项B正确；

因为导体静止，处于平衡状态，故所受的摩擦力等于安培力的水平分量，即导体棒受到导轨摩擦力为BLIcosθ，选项D正确；

故选BD.

5．音圈电机是一种应用于硬盘、光驱等系统的特殊电动机.下图是某音圈电机的原理示意图，它由一对正对的磁极和一个正方形刚性线圈构成，线圈边长为L，匝数为n，磁极正对区域内的磁感应强度方向垂直于线圈平面竖直向下，大小为B，区域外的磁场忽略不计.线圈左边始终在磁场外，右边始终在磁场内，前后两边在磁场内的长度始终相等.某时刻线圈中电流从P流向Q，大小为I． 

（1）求此时线圈所受安培力的大小和方向。

（2）若此时线圈水平向右运动的速度大小为v，求安培力的功率． 

【答案】

（1）F=nBIL，方向水平向右；

（2）P=nBILv

（1）线圈的右边受到磁场的安培力，共有n条边，故F=n•BIL=nBIL 

由左手定则，电流向外，磁场向下，安培力水平向右 

（2）安培力的瞬时功率为P=F•v=nBILv 

【能力提升】 

1．如图所示，a、b两根垂直纸面的直导线通有等值的电流，两导线旁有一点P，P点到a、b距离相等，关于P点的磁场方向，以下判断正确的是:

（　　） 

　A．a中电流方向向纸外，b中电流方向向纸里，则P点的磁场方向向右 

　B．a中电流方向向纸外，b中电流方向向纸里，则P点的磁场方向向左 

　C．a中电流方向向纸里，b中电流方向向纸外，则P点的磁场方向向右 

　D．a中电流方向向纸外，b中电流方向向纸外，则P点的磁场方向向左 

【答案】A 

　　若a中电流方向向纸外，b中电流方向向纸里，根据安培定则判断可知：

a在P处产生的磁场Ba方向垂直于aP连线斜向上，如图所示． 

　　b在P处产生的磁场Bb方向垂直于连线斜向下，根据平行四边形定则进行合成，如图所示，P点的磁感应强度方向水平向右．故A正确，B错误．若a中电流方向向纸里，b中电流方向向纸外，则可得P点的磁感应强度方向水平向左．故C错误．若a、b中均向纸外，同理可知，P点的磁感应强度方向竖直向上．故D错误．故选：

A． 

2．如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长直通电导线，电流的方向垂直纸面向里，以直导线为中心的同一圆周上有a、b、c、d四个点，连线ac和bd是相互垂直的两条直径，且b、d在同一竖直线上，则:

　A．c点的磁感应强度的值最小 

　B．b点的磁感应强度的值最大 

　C．b、d两点的磁感应强度不同 

　D．a、b两点的磁感应强度相同 

　　根据安培定则，长直通电导线产生的磁场沿顺时针方向，在c点与磁场的的磁感应强度方向相反，c点的磁感应强度的值最小，A正确；

在a点与磁场的的磁感应强度方向相同，a点的磁感应强度的值最大，BD错误；

b、d两点的磁感应强度大小相同，方向不同，C错误。

3．如图所示，带负电的金属圆盘绕轴OO’以角速度ω匀速旋转，在盘左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是:

　A．N极竖直向上　　　B．N极竖直向下 

　C．N极沿轴线向右　　D．N极沿轴线向左 

　　带负电的圆盘转动形成的电流方向与转动的方向相反，根据右手定则，该电流形成的磁场水平向左，所以小磁针静止时N极沿轴线向右。

答案为C.

4．如图所示为电磁轨道炮的工作原理图。

待发射弹体与轨道保持良好接触，并可在两平行轨道之间无摩擦滑动。

电流从一条轨道流入，通过弹体流回另一条轨道。

轨道电流在弹体处形成垂直于轨道平面的磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度的大小与电流强度I成正比。

弹体在安培力的作用下滑行L后离开轨道。

离开轨道时的速度大小为v0。

为使弹体射出时的速度变为2v0，理论上可采用的方法有:

　A．只将轨道长度L变为原来的2倍 

　B．只将电流I变为原来的2倍 

　C．只将电流I变为原来的4倍 

　D．只将弹体质量变为原来的2倍 

【答案】B 

　　弹体在轨道上做匀加速运动，由运动公式则：

v2=2aL；

弹体的加速度

，其中B=kI；

联立解得：

，则为使弹体射出时的速度变为2v0，则可将轨道长度L变为原来的4倍；

或只将电流I变为原来的2倍；

或只将弹体质量变为原来的1/4倍；

故选B。

5．如图所示，两平行金属导轨间的距离L＝0.40m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ＝37°

，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B＝0.50T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场．金属导轨的一端接有电动势E＝4.5V、内阻r＝0.50Ω的直流电源．现把一个质量m＝0.040kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止．导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0＝2.5Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s2.已知sin37°

＝0.60、cos37°

＝0.80，求：

（1）通过导体棒的电流；

（2）导体棒受到的安培力；

　（3）导体棒受到的摩擦力． 

　（4）若将磁场方向改为竖直向上，要使金属杆继续保持静止，且不受摩擦力左右，求此时磁场磁感应强度B2的大小？

（1）1.5A；

（3）0.3N，方向沿斜面向上；

（3）0.06N；

（4）0.5T。

（1）根据闭合电路欧姆定律得

. 

（2）导体棒受到的安培力F安＝BIL＝0.30N. 

由左手定则可知，安培力沿斜面向上 

　（3）对导体棒受力分析如图，将重力正交分解 

沿导轨方向F1＝mgsin37°

＝0.24N 

F1＜F安，根据平衡条件可知，摩擦力沿斜面向下 

mgsin37°

＋f＝F安 

解得f＝0.06N. 

　（4）当B的方向改为竖直向上时，这时安培力的方向变为水平向右，则 

B2IL＝mgtanα， 

B2＝0.5T 

【终极闯关】 

1．【2015•江苏•4】如图所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度，下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长NM相等，将它们分别挂在天平的右臂下方，线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态，若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是:

　　由题意知，当处于磁场中的导体，受安培力作用的有效长度越长，根据F=BIL知受安培力越大，月容易失去平衡，由图知选项A中导体的有效长度最大，所以A正确。

2．【2015•上海•25】如图，两根通电长直导线a、b平行放置，a、b中的电流强度分别为I和2I，此时a受到的磁场力为F，若以该磁场力的方向为正，则b受到的磁场力为________；

a、b的正中间再放置一根与a、b平行共面的通电长直导线c后，a受到的磁场力大小变为2F，则此时b受到的磁场力为___________。

【答案】-F；

-3F或5F

　　由牛顿第三定律，b受到a对它的磁场力为-F；

a、b的正中间再放置一根与a、b平行共面的通电长直导线c后，c在a、b两导线处的磁感应强度大小相等，方向相反，c导线对b导线的作用力是它对a导线的作用力的两倍，方向相反，a受到的磁场力大小变为2F，那么c导线对a导线的作用力可能是F也可能是-3F，c导线对b导线的作用力可能是-2F也可能是6F，故此时b受到的磁场力为-3F或5F。

3．【2015•全国新课标Ⅱ•18】

（多选）指南针是我国古代四大发明之一。

关于指南针，下列说明正确的是:

　A．指南针可以仅具有一个磁极 

　B．指南针能够指向南北，说明地球具有磁场 

　C．指南针的指向会受到附近铁块的干扰 

　D．在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针不偏转 

【答案】BC 

　　指南针不可以仅具有一个磁极，故A错误；

指南针能够指向南北，说明地球具有磁场，故B正确；

当附近的铁块磁化时，指南针的指向会受到附近铁块的干扰，故C正确；

根据安培定则，在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时会产生磁场，指南针会偏转与导线垂直，故D错误。

4．【2014•海南卷】

（多选）如图，两根平行长直导线相距2l，通有大小相等、方向相同的恒定电流：

a、b、c是导线所在平面内的三点，左侧导线与它们的距离分别为

、l和3l。

关于这三点处的磁感应强度，下列判断正确的是:

　A．a处的磁感应强度大小比c处的大 

　B．b、c两处的磁感应强度大小相等 

　C．a、c两处的磁感应强度方向相同 

　D．b处的磁感应强度为零 

【答案】AD 

　　由右手定则可以判断，a、c两处的磁场是两电流在a、c处产生的磁场相加，但a距离两导线比c近，故a处的磁感应强度大小比c处的大，A对；

ｂ、c与右侧电流距离相同，故右侧电流对此两处的磁场要求等大反向，但因为左侧电流要求此两处由大小不同、方向相同的磁场，故b、c两处的磁感应强度大小不相等，B错；

由右手定则可知，a处磁场垂直纸面向里，c处磁场垂直纸面向外，C错；

b与两导线距离相等，故两磁场叠加为零，D对。

5．（2013•海南卷）（多选）三条在同一平面（纸面）内的长直绝缘导线组成一等边三角形，在导线中通过的电流均为I，方向如图所示。

a、b和c三点分别位于三角形的三个顶角的平分线上，且到相应顶点的距离相等。

将a、b和c处的磁感应强度大小分别记为B1、B2和B3，下列说法正确的是:

　A．B1=B2＜B3 

　B．B1=B2=B3 

　C．a和b处磁场方向垂直于纸面向外，c处磁场方向垂直于纸面向里 

　D．a处磁场方向垂直于纸面向外，b和c处磁场方向垂直于纸面向里 

【答案】AC 

　　a、b和c处的磁感应强度均是三条通电导线单独存在时在各点处产生的磁场的叠加。

由于通过三条导线的电流大小相等，结合安培定则可判断出三条导线在a、b处产生的的合磁感应强度垂直纸面向外，在c处垂直纸面向里，且B1=B2＜B3，故选项A、C正确。