高二物理人教新課標(biāo)選修31第三章第4節(jié)磁場對通電導(dǎo)線的作用

1、高二物理人教新課標(biāo)版選修3-1第三章第4節(jié)磁場對通電導(dǎo)線的作用力同步練習(xí)答題時間：45分鐘 1. 如下圖，在勻強(qiáng)磁場中放有以下各種形狀的通電導(dǎo)線，電流為I，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，那么各導(dǎo)線所受到的安培力分別是_、_、_、_、_。 2. 一根容易形變的彈性導(dǎo)線，兩端固定。導(dǎo)線中通有電流，方向如圖中箭頭所示。當(dāng)沒有磁場時，導(dǎo)線呈直線狀態(tài)；當(dāng)分別加上方向豎直向上、水平向右或垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場時，描述導(dǎo)線狀態(tài)的四個圖中正確的選項(xiàng)是 3. 一根長為的通以2A電流的導(dǎo)線，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T的勻強(qiáng)磁場中，受到磁場力的大小可能是 NB. 0.2NC. 0.1ND. 0 4. 電流表中蹄形磁鐵和鐵芯間的磁

2、場是均勻分布的，當(dāng)線圈中通入恒定電流時，線圈將發(fā)生轉(zhuǎn)動，電流表的指針也隨之偏轉(zhuǎn)，最后停在某一偏角位置上，那么在偏轉(zhuǎn)過程中隨著偏轉(zhuǎn)角度的增大 A. 線圈受到的安培力的力矩將逐漸增大B. 線圈受到安培力的力矩將逐漸減小C. 線圈所受安培力的力矩不變D. 電流表中螺旋彈簧產(chǎn)生的阻礙線圈轉(zhuǎn)動的力矩將逐漸增大 5. 一個可以自由運(yùn)動的線圈L1和一個固定的線圈L2互相絕緣垂直放置，且兩個線圈的圓心重合，當(dāng)兩線圈通以如下圖的電流時，從左向右看，那么線圈L1將 A. 不動B. 順時針轉(zhuǎn)動C. 逆時針轉(zhuǎn)動D. 向紙面內(nèi)平動 6. 如下圖，用兩根輕細(xì)金屬絲將質(zhì)量為m，長為l的金屬棒ab懸掛在c、d兩處，置于勻強(qiáng)磁

3、場內(nèi)。當(dāng)棒中通以從a到b的電流I后，兩懸線偏離豎直方向角處于平衡狀態(tài)。為了使棒平衡在該位置上，所需的磁場的最小磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小、方向?yàn)?A. ，豎直向上B. ，豎直向下C. ，平行懸線向下D. ，平行懸線向上 7. 質(zhì)量為m、長度為L的導(dǎo)體棒MN靜止于水平導(dǎo)軌上，通過MN的電流為I，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向與導(dǎo)軌平面成角斜向下，如下圖。求棒MN所受的支持力和摩擦力。 8. 在傾角為的光滑斜面上，置一通有電流I，長為L，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒，如下圖。試問：1欲使棒靜止在斜面上，外加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值和方向。2欲使棒靜止在斜面上且對斜面無壓力，外加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向。

4、 9. 一根通有電流I1的長直導(dǎo)線OO豎直放置，另有一矩形導(dǎo)線框abcd的平面放在豎直平面內(nèi)，通有如下圖的電流。到abcd平面的距離為4r，邊長，且ab和cd兩邊所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B由I1產(chǎn)生。求ab和cd所受安培力的大小，并說明方向。 10. 在原子反響堆中抽動液態(tài)金屬導(dǎo)電液，由于不允許傳動機(jī)械局部與這些液體相接觸，常使用一種電磁泵，如下圖是這種電磁泵的結(jié)構(gòu)，將導(dǎo)管置于磁場中，當(dāng)電流I穿過導(dǎo)電液體時，場中導(dǎo)電液體即被驅(qū)動，假設(shè)導(dǎo)管的內(nèi)截面積為，磁場區(qū)域的寬度為l，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，液態(tài)金屬穿過磁場區(qū)域的電流為I，方向如下圖時，求驅(qū)動所產(chǎn)生的壓強(qiáng)是多大？ 1. A：F=BIlcosB：F

5、=BILC：D：E：F=0解析：此題考查對安培力大小計(jì)算公式的正確理解，為磁場在垂直導(dǎo)線電流方向上的分量?；蛘?，其中為垂直于磁場方向的有效長度。A圖中，這時不能死記公式而寫成了，而要理解公式本質(zhì)是有效長度或有效磁場。B圖中BI，不管導(dǎo)線怎么放，也在紙平面內(nèi)，故F=BIL。C圖中兩根導(dǎo)線組成的折線abc，整體受力實(shí)質(zhì)上是兩局部直導(dǎo)線分別受力的矢量和，其有效長度為直線ac，故。同理D圖中，從ab的半圓形電流，分析圓弧上對稱的每一小段電流，受力抵消合并后，其有效長度為ab，F(xiàn)=2BIR。閉合的通電線圈受安培力為零，E圖中，F(xiàn)=0。 2. D解析：此題考查左手定那么的應(yīng)用。沒有磁場時通電導(dǎo)線是直的，當(dāng)

6、加上豎直向上的磁場時，由于磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與電流方向平行，導(dǎo)線不受安培力，不會彎曲A圖錯誤；加上水平向右的勻強(qiáng)磁場，根據(jù)左手定那么，電流所受的安培力應(yīng)垂直紙面向里，B圖彎曲方向錯誤；同理，C圖中電流受的安培力向右，因此C圖中導(dǎo)線彎曲方向錯誤；D圖正確。 3. BCD解析：根據(jù)安培力的定義，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B與通電電流I方向垂直時，磁場力有最大值為F=BIL=。當(dāng)兩方向平行時，磁場力有最小值為0，隨二者方向夾角的不同，磁場力大小可能在0.2N與0之間。 4. CD解析：線框偏轉(zhuǎn)過程中，磁場總是與線框平行的，電流又恒定，故磁力矩不變，但彈力矩隨偏角增大而增大，所以C、D正確。 5. B解析：方法一：

7、利用結(jié)論法。環(huán)形電流L1、L2之間不平行，那么必有相對轉(zhuǎn)動，直到兩環(huán)形電流同向平行為止，據(jù)此可得L1的轉(zhuǎn)動方向應(yīng)是：從左向右看線圈L1順時針轉(zhuǎn)動。方法二：直線電流元法。把線圈L1沿轉(zhuǎn)動軸分成上下兩局部，每一局部又可以看成無數(shù)直線電流元，電流元處在L2產(chǎn)生的磁場中，據(jù)安培定那么可知各電流元所在處磁場向上，據(jù)左手定那么可得，上部電流元所受安培力均指向紙外，下部電流元所受安培力指向紙內(nèi)，因此從左向右看線圈L1順時針轉(zhuǎn)動。 6. D解析：要求所加磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，應(yīng)使棒平衡時所受的安培力有最小值。由于棒的重力恒定，懸線拉力的方向不變，由畫出的力三角形可知，安培力的最小值為，即，得。所加磁場的方向應(yīng)

8、平行于懸線向上。 7. 解析：棒受力情況如下圖，由平衡條件；水平方向豎直方向且解得， 8. 1方向垂直斜面向上2方向水平向左解析：此題屬于電磁學(xué)和靜力學(xué)綜合題，研究對象為通電導(dǎo)體棒，所受力為重力mg、彈力N、安培力F，屬于三個共點(diǎn)力的平衡問題。要使棒對斜面無壓力，那么棒不受斜面的支持力，此時應(yīng)有安培力與重力相平衡，導(dǎo)體棒只受兩個力作用。1棒在斜面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，故受力平衡。棒共受三個力作用；重力大小為mg，方向豎直向下；彈力垂直于斜面，大小隨磁場力的變化而變化；磁場力始終與磁場方向及電流方向垂直，大小隨方向不同而改變，但由平衡條件知：斜面彈力與磁場力的合力必與重力mg等大反向，故當(dāng)磁場力方向與彈力方向垂直即沿斜面向上時，安培力最小，所以，由左手定那么知：B的方向應(yīng)垂直斜面向上。2棒靜止在斜面上，又對斜面無壓力，那么棒只受兩個力作用，即豎直向下的重力mg和磁場力F作用，由平衡條件知F=mg，且磁場力F的豎直向下，所以，故，由左手定那么知B的方向水平向左。 9. ，方向沿Oa向外背離，方向沿dO向里指向解析：先把立體圖改畫成相應(yīng)的俯視平面圖從O向看如下圖，雖然I1