选修3-1第三章第4节磁场对通电导线的作用力同步练习
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人教版物理选修3-1 3.4通电导线在磁场中受到的力同步训练一、单项选择题(下列选项中只有一个选项满足题意)1.在下列四幅图中,能正确标明通电直导线所受安培力F方向的是A.B.C.D.2.如图所示,磁场方向竖直向下,通电直导线ab由水平位置1绕a点在竖直平面内转到位置2,通电导线所受安培力是()A.数值变大,方向不变B.数值变小,方向不变C.数值不变,方向改变D.数值和方向均改变3.如图,光滑斜面上放置一根通有恒定电流的导体棒,空间有垂直斜面向上的匀强磁场B,导体棒处于静止状态.现将匀强磁场的方向沿图示方向缓慢旋转到水平方向,为了使导体棒始终保持静止状态,匀强磁场的磁感应强度应同步A.增大B.减小C.先增大,后减小D.先减小,后增大4.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,则此导线受到的安培力方向()A.竖直向上B.竖直向下C.由南向北D.由西向东5.如图,在探究影响通电导线受力的因素实验中,有三块相同的蹄形磁铁并列放在桌上,可以认为磁极间的磁场是均匀的。
将一根直导线水平悬挂在磁铁的两极间,导体的方向与磁感应强度的方向(由下向上)垂直。
有电流通过时导线将摆动一个角度,通过摆动角度的大小可以比较导线受力的大小。
分别接通“2、3”和“1、4”可以改变导线通电部分的长度。
电流由外部电路控制。
先保持导线通电部分的长度不变,改变电流大小;然后保持电流不变,改变导线通电部分的长度,观察这两个因素对导线受力的影响。
该实验采用的实验方法是()A .放大法B .微元法C .控制变量法D .比较法6.一段导线abcde 位于磁感应强度大小为B 的匀强磁场中,且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直.线段ab 、bc 、cd 和de 的长度均为L ,且∠abc =∠cde =120°,流经导线的电流为I ,方向如图中箭头所示.导线段abcde 所受到的磁场的作用力的合力大小为 ( )A .BILB .2BILC .3BILD .4BIL7.如图所示,两平行导轨ab 、cd 竖直放置在匀强磁场中,匀强磁场方向竖直向上,将一根金属棒PQ 放在导轨上使其水平且始终与导轨保持良好接触,现在金属棒PQ 中通以变化的电流I ,同时释放金属棒PQ 使其运动.已知电流I 随时间t 变化的关系式为I kt =、k 为常数,0k >),金属棒与导轨间的动摩擦因数一定.以竖直向下为正方向,则下面关于棒的速度v 、加速度a 随时间t 变化的关系图象中,可能正确的有A .B .C .D .8.如图所示,质量为m 、长为L 的导体棒MN 电阻为R ,初始时静止于光滑平行的水平轨道上,轨道间距也为L ,电源电动势为E,内阻不计.匀强磁场的磁感应强度为B,其方向与轨道平面成θ角斜向上,开关闭合后导体棒开始运()A.导体棒向左运动B.开关闭合瞬间导体棒MN所受安培力为BEL RC.开关闭合瞬间导体棒MN所受安培力为sin BELRD.开关闭合瞬间导体棒MN的加速度为BEL mR9.如图所示,在光滑水平面上一轻质弹簧将固定挡板和一条形磁铁连接起来,此时磁铁对水平面的压力为N1,现在磁铁左上方位置固定一导体棒,当导体棒中通有垂直纸面向里的电流后,磁铁对水平面的压力为N2,则以下说法正确的是()A.弹簧长度将变长,N1> N2B.弹簧长度将变短,N1> N2C.弹簧长度将变长,N1< N2D.弹簧长度将变短,N1< N210.条形磁铁固定在水平面上,其正上方有一根通电导线,电流方向向左.不考虑导线的重力,在条形磁铁磁场的作用下,关于导线运动情况的说法正确的是()A .从上向下看逆时针转90°,同时向上运动B .从上向下看逆时针转90°,同时向下运动C .从上向下看顺时针转90°,同时向下运动D .从上向下看顺时针转90°,同时向上运动11.两条直导线互相垂直,如图所示,但相隔一段距离,其中的一条AB 是固定的,另一条CD 能自由移动。
通电导线在磁场中受到的力同步练习一、单选题1.如图所示,两根导线AB、CD彼此靠近,互相垂直。
其中导线AB是固定的,导线CD能自由转动。
当两根导线通以图示方向的直流电流时,导线CD将()A. 逆时针方向转动,同时靠近导线ABB. 顺时针方向转动,同时靠近导线ABC. 逆时针方向转动,同时离开导线ABD. 顺时针方向转动,同时离开导线AB2.倾角为θ的光滑固定斜面体处于竖直向下的匀强磁场中,在斜面上有一根长为L、质量为m的直导线,导线与磁场垂直,导线中电流为I,方向如图所示,导线恰能保持静止,重力加速度为g。
则磁感应强度B的大小为()A. B=mgsinθIL B. B=mgcosθILC. B=mgtanθILD. B=mgcotθIL3.如图,在倾角为θ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,一匀强磁场垂直于斜面,当导体棒内通有垂直纸面向里的电流I时,导体棒恰好静止在斜面上(重力加速度为g)则()A. 磁感应强度的大小为mgsinθIL,方向垂直斜面斜向上B. 磁感应强度的大小为mgsinθIL,方向垂直斜面斜向下C. 磁感应强度的大小为,方向垂直斜面斜向上D. 磁感应强度的大小为,方向垂直斜面斜向下4.如图所示,原来静止的弓形线圈通有逆时针方向的电流I,在其直径中点右侧放置一根垂直于线圈平面的固定不动的长直导线,并通以电流I,方向垂直纸面向里,此时环形线圈的运动情况是()A. 从左至右观察,以AB为轴逆时针旋转,并且B点靠近直线电流B. 从左至右观察,以AB为轴逆时针旋转,并且B点远离直线电流C. 从左至右观察,以AB为轴顺时针旋转,并且B点靠近直线电流D. 从左至右观察,以AB为轴顺时针旋转,并且B点远离直线电流5.如图所示,条形磁铁放在光滑斜面上,用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡,A为水平放置的直导线的截面,导线中无电流时磁铁对斜面的压力为F N1;当导线中有垂直纸面向外的电流时,磁铁对斜面的压力为F N2,则下列关于磁铁对斜面的压力和弹簧的伸长量的说法正确的是()A. F N1<F N2,弹簧的伸长量减小B. F N1=F N2,弹簧的伸长量减小C. F N1>F N2,弹簧的伸长量增大D. F N1>F N2,弹簧的伸长量减小6.如图所示,一根通有电流I的直铜棒MN,I从M流向N,用导线挂在磁感应强度为B的匀强磁场中,此时两根悬线处于紧张状态,下列哪些措施可使悬线中张力为零()A. 适当增大电流B. 使电流反向并适当减小C. 保持电流I不变,适当减小BD. 使电流I反向,适当增大7.关于磁电式电流表内的磁铁和铁芯之间的均匀辐向分布的磁场,下列说法中正确的是()A. 该磁场的磁感应强度大小处处相等,方向相同B. 该磁场的磁感应强度的方向处处相同,大小不等C. 使线圈平面始终与磁感线平行D. 线圈所处位置的磁感应强度大小不相等8.如图所示,在等边三角形的三个顶点a、b、c处各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等的恒定电流,方向垂直纸面向里.过c点的导线所受安培力的方向()A. 与ab边垂直,指向左边B. 与ab边垂直,指向右边C. 与ab边平行,竖直向上D. 与ab边平行,竖直向下9.如图所示,空间有方向垂直桌面的匀强磁场B(图中未画出),两根平行通电金属直导线M和N恰好静止在光滑绝缘的水平桌面上,图中为垂直导线的截面图,M和N中电流大小分别为I M、I N.则下列判断可能正确的是A. 电流方向相同、I M=I N,B方向竖直向上B. 电流方向相同、I M≠I N,B方向竖直向下C. 电流方向相反、I M≠I N,B方向竖直向上D. 电流方向相反、I M=I N,B方向竖直向下10.长为L的导体棒a通如图所示电流I a,与传感器相连悬挂在天花板上,长直导体棒b固定在a的正下方,且与a平行,当b不通电时,传感器显示拉力为F1,当b通电时,传感器显示拉力为F2,则下列说法正确的是()A. 若F1>F2,则I a、I b的方向相同,b在a处的磁感应强度B=F2I b LB. 若F1<F2,则I a、I b的方向相同,b在a处的磁感应强度B=F2−F1I b LC. 若I a>I b,则b受到a的安培力小于F2D. 虽然I a、I b的大小、方向关系未知,b受到a的安培力的大小一定等于|F1−F2|11.如图所示,两平行直导线cd和ef竖直放置,通以方向相反、大小相等的电流,a、b两点位于两导线所在的平面内.下列说法正确的是()A. a点的磁感应强度一定为零B. b点的磁感应强度一定为零C. ef导线受到的安培力方向向右D. cd导线在a点产生的磁场方向垂直纸面向外12.质量为m的通电细杆置于倾角为θ的光滑导轨上,有垂直于纸面向里的电流I通过细杆,在如图所示的A、B、C、D四个图中,能使细杆沿导轨向上运动的磁感应强度最小的是A. B.C. D.13.如图所示,质量为m、长度为L的金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂在O、Oˈ点,处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为B;棒中通以某一方向的电流,平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ,重力加速度为g。
高中物理人教版选修3选修3-1第三章第4节通电导线在磁场中受到的力同步练习一、选择题1.把一小段通电直导线放入磁场中,导线受到安培力的作用,关于安培力的方向,下列说法中正确的是()A. 安培力的方向一定跟磁感应强度的方向相同B. 安培力的方向一定跟磁感应强度的方向垂直,但不一定跟电流方向垂直C. 安培力的方向一定跟电流方向垂直,但不一定跟磁感应强度方向垂直D. 安培力的方向既跟磁感应强度方向垂直,又跟电流方向垂直2.图中对通电导线在磁场中所受安培力的方向判断正确的是()A. B. C. D.3.如图所示,磁场方向竖直向下,通电直导线ab由水平位置1绕a点在竖直平面内转到位置2的过程中,通电导线所受安培力是()A. 数值变大,方向不变B. 数值变小,方向不变C. 数值不变,方向改变D. 数值,方向均改变4.如图所示,把一重力不计的通电直导线AB水平放在蹄形磁铁磁极的正上方,导线可以在空间自由运动,当导线通以图示方向电流I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5.如图所示,两根垂直纸面、平行且固定放置的直导线M和N,通有同向等值电流;沿纸面与直导线M、N等距放置另一根可自由移动的通电导线ab,则通电导线ab在安培力作用下运动的情况是()A. 沿纸面逆时针转动B. 沿纸面顺时针转动C. a端转向纸外,b端转向纸里D. a端转向纸里,b端转向纸外二、多项选择题6.关于磁电式电流表内的磁铁和铁芯之间的均匀辐向分布的磁场,下列说法中正确的是()A. 该磁场的磁感应强度大小处处相等,方向相同B. 该磁场的磁感应强度的方向处处相同,大小不等C. 使线圈平面始终与磁感线平行D. 线圈所处位置的磁感应强度大小都相等7.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、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8.如图所示,在倾角为α的光滑斜面上,放置一根长为L,质量为m,通过电流为I的导线,若使导线静止,应该在斜面上施加匀强磁场B的大小和方向为()A. B= ,方向垂直于斜面向下B. B= ,方向垂直于斜面向上C. B= ,方向竖直向下D. B= ,方向水平向右三、填空题9.将长为1 m的导线ac从中点b折成如图所示的形状,放入B=0.08 T的匀强磁场中,abc平面与磁场垂直.若在导线abc中通入25 A的直流电,则整个导线所受安培力大小为________ N。
通电导线在磁场中所受的力同步练习一.选择题(共21小题)1.一根容易形变的弹性导线,上下端固定,通有向上的电流。
当没有磁场时,导线呈直线状态;当分别加上四种不同方向的匀强磁场后,导线状态描述正确的图示为()2.如图所示,B为匀强磁场,I为通电直导线,F为磁场对通电直导线的作用力,其中正确的是()3.关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力,下列说法正确的是()A.安培力的方向可以不垂直于直导线B.安培力的方向总是垂直于磁场的方向C.安培力的大小与通电导线和磁场方向的夹角无关D.将直导线从中折成直角,安培力的大小一定变为原来的一半5.如图所示,直角三角形通电闭合线圈ABC处于匀强磁场中,磁场垂直纸面向里,则线圈所受磁场力的合力为()A.大小为零B.方向竖直向上C.方向水平向右D.方向垂直AC斜向下6.如图,两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点,且与纸面垂直,导线中通有大小相等、方向相反的电流。
a、o、b在M、N的连线上,o为MN的中点,c、d位于MN的中垂线上,且a、b、c、d到o点的距离均相等。
关于以上几点处的磁场,下列说法正确的是()A.o点处的磁感应强度为零B.a、b两点处的磁感应强度大小相等,方向相反C.c、d两点处的磁感应强度大小相等,方向相同D.a、c两点处磁感应强度的方向不同7.如图,两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2,且I1>I2;a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点,且a、b、c与两导线共面;b点在两导线之间,b、d的连线与导线所在平面垂直。
磁感应强度可能为零的点是()A.a点B.b点C.c点D.d点8.在等边三角形的三个顶点a、b、c处,各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等的恒定电流,方向如图。
过c点的导线所受安培力的方向()A.与ab边平行,竖直向上B.与ab边平行,竖直向下C.与ab边垂直,指向左边D.与ab边垂直,指向右边12.如图所示,金属棒MN 两端由等长的轻质细线水平悬挂,处于竖直向上的匀强磁场中,棒中通以由M 向N 的电流,平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ.如果仅改变下列某一个条件,θ角的相应变化情况是 ) A .棒中的电流变大,θ角变大 B .两悬线等长变短,θ角变小 C .金属棒质量变大,θ角变大 D .磁感应强度变大,θ角变小13.如图所示,两长直导线P 和Q 垂直于纸面固定放置,两者之间的距离为l ,在两导线中通有方向垂直于纸面向里的电流。
人教版物理选修3-1 3.4通电导线在磁场中受到的力同步训练一、单项选择题(下列选项中只有一个选项满足题意)1.如图,通电直导线与通电矩形线圈同在纸面内,线圈所受安培力的合力方向为()A.向右B.向左C.向下D.向上2.如图所示,条形磁铁压在水平的粗糙桌面上,它的正中间上方有一根长直导线L,导线中通有垂直于纸面向里(即与条形磁铁垂直)的电流。
若将直导线L沿竖直向上方向缓慢平移,远离条形磁铁,则在这一过程中()A.桌面受到的压力将增大B.桌面受到的压力将减小C.桌面受到的摩擦力将增大D.桌面受到的摩擦力将减小3.如图所示,两平行直导线cd和ef竖直放置,通以方向相反大小相等的电流,a、b两点位于两导线所在的平面内.则A.b点的磁感应强度为零B.ef导线在a点产生的磁场方向垂直纸面向里C.cd导线受到的安培力方向向右D.同时改变了导线的电流方向,cd导线受到的安培力方向不变4.如图所示,把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方,导线可以自由转动和平动,当导线通入图示方向的电流I时,从上往下看,导线的运动情况是()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5.一电流表的原理如图所示。
质量为m=20g的均质细金属棒MN的中点处通过一绝缘挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连,弹簧劲度系数为k=2.0N/m。
在矩形区域abcd内有匀强磁场,磁感应强度大小B=0.20T,方向垂直纸面向外。
与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数,MN的长度大于ab,ab的长度为l=0.20m,bc的长度为L=0.05m,当MN中没有电流通过且处于平衡状态时,MN与矩形区域的cd边重合,当MN中有电流通过时,指针示数可表示电流强度,不计通电时电流产生的磁场的作用(g=10m/s2)()A.若要电流表正常工作,N端应接电源正极B.若将量程扩大2倍,磁感应强度应变为B'=0.40TC.此电流表可以测量的最大电流为2.0AD.当电流表示数为零时,弹簧伸长10cm、边均与ad边成60°6.如图所示,用电阻率为ρ、横截面积为S、粗细均匀的电阻丝折成平面梯形框架,ab cd===。
高中物理学习材料桑水制作一、选择题:1、关于通电直导线所受的安培力F、磁感应强度B和电流I三者方向之间的关系,下列说法中正确的是()A、F、B、I的三者必定均相互垂直B、F必定垂直于B、I,但B不一定垂直于IC、B必定垂直于F、I,但F不一定垂直于ID、I必定垂直于F、B,但F不一定垂直于B2、如图所示,在蹄形磁铁的上方放置一个可以自由运动的通电线圈abcd,最初线圈平面与蹄形磁铁处于同一竖直面内,则通电线圈运动的情况是()A、ab边转向纸外,cd边转向纸里,同时向下运动B、ab边转向纸里,cd边转向纸外,同时向下运动C、ab边转向纸外,cd边转向纸里,同时向上运动D、ab边转向纸里,cd边转向纸外,同时向上运动3、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4、如图所示,一根通有电流I的直铜棒MN,用导线挂在磁感应强度为B的匀强磁场中,此时两根悬线处于紧张状态,下列哪些措施可使悬线中张力为零()A、适当增大电流B、使电流反向并适当减小C、保持电流 I不变,适当增大BD、使电流I反向,适当减小5、一只电压表读数偏小,为纠正这一偏差,可以采取的措施是()A、减少表头线圈的匝数B、增大表内的串联电阻C、增强表头的永久磁铁的磁性D、转紧表内的螺旋弹簧6、如图所示两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同,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匀强磁场后,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-F2二、填空题:7、如图所示,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。
8、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,受磁场人作用力是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。
高二物理人教新课标版选修3-1第三章第4节磁场对通电导线的作用力同步练习
(答题时间:45分钟)
1. 如图所示,在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线,电流为I,磁感应强度为B,则各导线所受到的安培力分别是________、________、________、________、________。
2. 一根容易形变的弹性导线,两端固定。
导线中通有电流,方向如图中箭头所示。
当没有磁场时,导线呈直线状态;当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时,描述导线状态的四个图中正确的是()
3. 一根长为0.2m的通以2A电流的导线,放在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中,受到磁场力的大小可能是()
A. 0.4N
B. 0.2N
C. 0.1N
D. 0
4. 电流表中蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀分布的,当线圈中通入恒定电流时,线圈将发生转动,电流表的指针也随之偏转,最后停在某一偏角位置上,则在偏转过程中随着偏转角度的增大()
A. 线圈受到的安培力的力矩将逐渐增大
B. 线圈受到安培力的力矩将逐渐减小
C. 线圈所受安培力的力矩不变
D. 电流表中螺旋弹簧产生的阻碍线圈转动的力矩将逐渐增大
5. 一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置,且两个线圈的圆心重合,当两线圈通以如图所示的电流时,从左向右看,则线圈L1将()
A. 不动
B. 顺时针转动
C. 逆时针转动
D. 向纸面内平动
6. 如图所示,用两根轻细金属丝将质量为m,长为l的金属棒ab悬挂在c、d两处,置于匀强磁场内。
当棒中通以从a到b的电流I后,两悬线偏离竖直方向θ角处于平衡状态。
为了使棒平衡在该位置上,所需的磁场的最小磁感应强度的大小、方向为()
A.
θtan Il mg
,竖直向上 B.
θtan Il mg
,竖直向下 C. θsin Il
mg
,平行悬线向下
D. θsin Il
mg
,平行悬线向上
7. 质量为m 、长度为L 的导体棒MN 静止于水平导轨上,通过MN 的电流为I ,匀强磁场的磁感应强度为B ,方向与导轨平面成θ角斜向下,如图所示。
求棒MN 所受的支持力和摩擦力。
8. 在倾角为α的光滑斜面上,置一通有电流I ,长为L ,质量为m 的导体棒,如图所示。
试问: (1)欲使棒静止在斜面上,外加匀强磁场的磁感应强度B 的最小值和方向。
(2)欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力,外加匀强磁场的磁感应强度B 的大小和方
向。
9. 一根通有电流I 1的长直导线OO ’竖直放置,另有一矩形导线框abcd 的平面放在竖直平面内,通有如图所示的电流2I 。
'OO 到abcd 平面的距离为4r ,边长
bc ad ,r 5cd ab ===r 6=,且ab 和cd 两边所在处的磁感应强度大小均为B (由I 1产生)。
求ab 和cd 所受安培力的大小,并说明方向。
10. 在原子反应堆中抽动液态金属导电液,由于不允许传动机械部分与这些液体相接触,常使用一种电磁泵,如图所示是这种电磁泵的结构,将导管置于磁场中,当电流I 穿过导电液体时,场中导电液体即被驱动,若导管的内截面积为h a ⋅,磁场区域的宽度为l ,磁感应强度为B ,液态金属穿过磁场区域的电流为I ,方向如图所示时,求驱动所产生的压强是多
大?
1. A :F=BIlcos α
B :F=BIL
C :BIL 2F =
D :BIR 2F =
E :F=0
解析:本题考查对安培力大小计算公式的正确理解,IL B sin BIL F ⊥=θ=,⊥B 为磁
场在垂直导线电流方向上的分量。
或者⊥=BIL F ,其中⊥L 为垂直于磁场方向的有效长度。
A 图中α=cos BIL F ,这时不能死记公式而写成了αsin ,而要理解公式本质是有效长度或有效磁场。
B 图中B ⊥I ,不论导线怎么放,也在纸平面内,故F=BIL 。
C 图中两根导线组成的折线abc ,整体受力实质上是两部分直导线分别受力的矢量和,其有效长度为直线ac ,故BIL 2F =。
同理D 图中,从a →b 的半圆形电流,分析圆弧上对称的每一小段电流,受力抵消合并后,其有效长度为ab ,F=2BIR 。
闭合的通电线圈受安培力为零,E 图中,F=0。
2. D 解析:本题考查左手定则的应用。
没有磁场时通电导线是直的,当加上竖直向上的磁场时,由于磁感应强度B 的方向与电流方向平行,导线不受安培力,不会弯曲A 图错误;加上水平向右的匀强磁场,根据左手定则,电流所受的安培力应垂直纸面向里,B 图弯曲方向错误;同理,C 图中电流受的安培力向右,因此C 图中导线弯曲方向错误;D 图正确。
3. BCD 解析:根据安培力的定义,当磁感应强度B 与通电电流I 方向垂直时,磁场力有最大值为F=BIL=N 2.0N 2.025.0=⨯⨯。
当两方向平行时,磁场力有最小值为0,随二者方向夹角的不同,磁场力大小可能在0.2N 与0之间。
4. CD 解析:线框偏转过程中,磁场总是与线框平行的,NBIS M =磁,电流又恒定,故磁力矩不变,但弹力矩随偏角θ增大而增大,所以C 、D 正确。
5. B 解析:方法一:利用结论法。
环形电流L 1、L 2之间不平行,则必有相对转动,直到两环形电流同向平行为止,据此可得L 1的转动方向应是:从左向右看线圈L 1顺时针转动。
方法二:直线电流元法。
把线圈L 1沿转动轴分成上下两部分,每一部分又可以看成无数直线电流元,电流元处在L 2产生的磁场中,据安培定则可知各电流元所在处磁场向上,据左手定则可得,上部电流元所受安培力均指向纸外,下部电流元所受安培力指向纸内,因此从左向右看线圈L 1顺时针转动。
6. D 解析:要求所加磁场的磁感应强度最小,应使棒平衡时所受的安培力有最小值。
由于棒的重力恒定,悬线拉力的方向不变,由画出的力三角形可知,安培力的最小值为
θ=sin mg F min ,即θ=s i n mg IlB min ,得θ=
s in Il
mg
B min 。
所加磁场的方向应平行于悬线向上。
7. θ+θsin BIL mg cos BIL
解析:棒受力情况如图所示,由平衡条件; 水平方向θ=sin F f
竖直方向mg cos F N +θ=
且BIL F =
解得mg cos BIL N +θ=,θ=sin BIL f
8. (1)IL mg α
sin 方向垂直斜面向上 (2)IL
mg 方向水平向左
解析:此题属于电磁学和静力学综合题,研究对象为通电导体棒,所受力为重力mg 、
弹力N 、安培力F ,属于三个共点力的平衡问题。
要使棒对斜面无压力,则棒不受斜面的支持力,此时应有安培力与重力相平衡,导体棒只受两个力作用。
(1)棒在斜面上处于静止状态,故受力平衡。
棒共受三个力作用;重力大小为mg ,方向竖直向下;弹力垂直于斜面,大小随磁场力的变化而变化;磁场力始终与磁场方向及电流方向垂直,大小随方向不同而改变,但由平衡条件知:斜面弹力与磁场力的合力必与重力mg 等大反向,故当磁场力方向与弹力方向垂直即沿斜面向上时,安培力最小
α=sin mg F min ,所以IL
sin mg B α
=
,由左手定则知:B 的方向应垂直斜面向上。
(2)棒静止在斜面上,又对斜面无压力,则棒只受两个力作用,即竖直向下的重力mg
和磁场力F 作用,由平衡条件知F=mg ,且磁场力F 的竖直向下,所以mg BIL =,故IL
mg
B =,由左手定则知B 的方向水平向左。
9. 2ab BrI 5F =,方向沿Oa 向外背离'OO
2cd BrI 5F =,方向沿dO 向里指向'OO
解析:先把立体图改画成相应的俯视平面图(从O 向'O 看)如图所示,虽然I 1产生的
磁场是非匀强磁场,但题目中已明确告诉了ab 和cd 所在处的磁感应强度均为B ,B 又与ab 、cd 垂直,所以可以用F=BIL 计算。
22ab BrI 5rI 5B F =⨯=,方向沿Oa 向外背离'OO ;
2255BrI rI B F cd =⨯=,方向沿dO 向里指向'OO 。
10. 解析:将原图的立体图改画成从正面看的侧视图,如图所示,根据左手定则判断出电流受力方向向右:
a
BI ah BIh ah F BI F ====
=S F P h,
l
F。