2019_2020学年高中物理第三章2磁吃通电导线的作用__安培力练习含解析教科版选修

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1、2.磁场对通电导线的作用安培力基础巩固1.(多选)下列各图中,表示电流I的方向、磁场B的方向和磁场对电流作用力F的方向的关系正确的是()解析:由左手定则可知,A图中磁场对电流作用力F的方向应竖直向上,所以A错误,而B、C、D都符合左手定则.答案:BCD2.如图所示,一根长直导线穿过载有恒定电流的金属环的中心且垂直于环面,导线和金属环中的电流如图所示,那么金属环所受安培力()A.沿圆环半径向里B.等于零C.沿圆环半径向外D.水平向左解析:根据安培定则可知,直导线在金属环处产生的磁场与金属环中电流平行,故金属环不受安培力,选项B正确.答案:B3.如图所示,线框abcd在竖直面内,可以绕固定的OO轴

2、转动.现通以abcda方向的电流,要使它受到磁场力后,ab边向纸外、cd边向纸里转动,则所加的磁场方向可能是()A.垂直纸面向外B.竖直向上C.竖直向下D.在OO上方垂直纸面向里,在OO下方垂直纸面向外解析:根据左手定则,要使它受到磁场力后,ab边向纸外、cd边向纸里转动,所加的磁场方向可能是竖直向上,选项B正确.答案:B4.如图所示,把轻质导电线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近,磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面,当线圈内通入如图方向的电流后,则线圈() A.向左运动B.向右运动C.静止不动D.无法确定解析:把通电线圈等效成小磁针.由安培定则,线圈等效成小磁针后,左端是S极,右端是N极,

3、异名磁极相吸引,线圈向左运动.答案:A5.关于垂直于磁场方向的通电直导线所受磁场作用力的方向,正确的说法是()A.跟磁场方向垂直,跟电流方向平行B.跟电流方向垂直,跟磁场方向平行C.既跟磁场方向垂直,又跟电流方向垂直D.既不跟磁场方向垂直,也不跟电流方向垂直解析:安培力的方向垂直于磁场方向和电流方向所决定的平面,既跟磁场方向垂直,也跟电流方向垂直,故选C.答案:C6.如图所示表示放在磁场里的通电直导线,直导线与磁场方向垂直,图中分别标出了电流、磁场和安培力这三个量中的两个的方向,试标出第三个量的方向.(注:一般用“”表示电流垂直纸面向里,用“”表示电流垂直纸面向外)解析:注意安培定则与左手定则

4、的区分,通电导体在磁场中受力的判断用左手定则,本题的三种情况下均让磁感线垂直穿过手掌心.答案:如图所示7.把一根通电的硬直导线ab放在磁场中,导线所在区域的磁感线呈弧形,如图所示.导线可以在空中自由移动和转动.导线中的电流方向由a向b.(1)请描述导线的运动情况.(2)虚线框内有产生以上弧形磁感线的磁场源,它可能是条形磁铁、蹄形磁铁、通电螺线管、直线电流.请你分别按每种可能考虑,大致画出它们的安放方式.解析:(1)通电导线a端、b端分别受到的安培力为垂直于纸面向外和垂直于纸面向里,导线会转动,当转过90时,电流方向垂直于纸面向里(仍由a流向b),导线受到的安培力向下,故导线会向下运动.所以导线

5、转动并下移.(2)如图所示的甲、乙、丙、丁四个图分别表示虚线框内的磁场源是条形磁铁、蹄形磁铁、通电螺线管和直线电流及其大致位置.答案:(1)导线转动并下移(2)见解析能力提升1.如图所示,两根平行放置的长直导线a和b载有大小相等、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磁场后,a受到的磁场力大小变为F2.则此时b受到的磁场力大小变为()A.F2B.F1-F2C.F1+F2D.2F1-F2解析:如图所示,先对a进行受力分析.a受到b导线产生的磁场的作用力F1,方向向左.假设后加的磁场方向垂直纸面向外,则此磁场对a的作用力F方向向右,则F2=|F1-F|.同理Fb=|

6、F1-F|,F1为a产生的磁场对b的作用力,F为后加磁场对b的作用力,F1=F1,F=F.故Fb=F2.答案:A2.(多选)如图所示,直导体棒放在倾斜的导轨上,当导体棒通以垂直于纸面向里的电流时,恰能在导轨上静止.下列情况中,棒与导轨间的摩擦力可能为零的是()解析:选项A中导体棒所受安培力竖直向上,选项C中导体棒受安培力水平向右,这两种情况,如果没有摩擦力,导体棒都可以静止在导轨上;选项B中安培力垂直斜面向下,选项D中安培力竖直向下,这两种情况如果没有摩擦力,导体棒均不能静止.故选项A、C正确.答案:AC3.(多选)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

7、.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解析:由安培定则可知导线MN在线框处所产生的磁场方向垂直于纸面向外,再由左手定则判断出bc边和ad边所受安培力大小相等、方向相反.ab边受到向右的安培力Fab,cd边受到向左的安培力Fcd.因ab处的磁场强,cd处的磁场弱,故FabFcd,线框所受合力方向向右.答案:BD4.如图所示,一条形磁铁放在水平桌面上,在磁铁右上方固定一根与磁铁垂直的长直导线.当导线中通以由外向内的电流时磁铁仍然保持静止,则()

8、A.磁铁受到向左的摩擦力,对桌面的压力减小B.磁铁受到向右的摩擦力,对桌面的压力减小C.磁铁受到向左的摩擦力,对桌面的压力增大D.磁铁不受摩擦力,对桌面的压力不变解析:由左手定则判断知磁铁对通电导线的作用力斜向左下方,根据牛顿第三定律,通电导线对磁铁的反作用力方向为斜向右上方,对磁铁受力分析,受力情况如图所示.由图知,磁铁受到向左的摩擦力,对桌面的压力大小为FN,有FN+F安sin=G,而导线中没有电流时FN=G,可见选项A正确.答案:A5.(多选)图中装置可演示磁场对通电导线的作用.电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨,L是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆.当电磁铁线圈两端a、

9、b,导轨两端e、f,分别接到两个不同的直流电源上时,L便在导轨上滑动.下列说法正确的是()A.若a接正极,b接负极,e接正极,f接负极,则L向右滑动B.若a接正极,b接负极,e接负极,f接正极,则L向右滑动C.若a接负极,b接正极,e接正极,f接负极,则L向左滑动D.若a接负极,b接正极,e接负极,f接正极,则L向左滑动解析:若a接正极,b接负极时,由安培定则可知,两磁极间的磁场方向竖直向上,当 e 接负极,f接正极时,由左手定则可判断L向右滑动,反之,当e接正极,f接负极时,L向左滑动,选项A错误,选项B正确;若a接负极,b接正极时,两磁极间磁场的方向竖直向下,同理可知选项C错误,选项D正确.答案:BD6.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竖直向上的作用力.请补画上螺线管中的绕线图.解析:A受到向上的安培力,由左手定则可知螺线管右端为磁体的北极;根据安培定则可以判定螺线管的绕线情况如图所示.答案:见解析图6