高中物理第三章磁场专题通电导线在磁场中受到的力课时同步试题

高二物理同步训练试题解析一、选择题1．关于通电导线所受安培力F的方向、磁感应强度B的方向和电流I的方向之间的关系，下列说法正确的是()A．F、B、I三者必须保持相互垂直B．F必须垂直B、I，但B、I可以不相互垂直C．B必须垂直F、I，但F、I可以不相互垂直D．I必须垂直F、B，但F、B可以不相互垂直解析：选B.安培力F总是与磁感应强度B和电流I决定的平面垂直，但B与I(即导线)可以垂直，也可以不垂直．如果通电导线受安培力时，力F与磁场及力F与导线都是垂直的，故A、C、D均错，B正确．2．在赤道上空，水平放置一根通以由西向东的电流的直导线，则此导线()A．受到竖直向上的安培力B．受到竖直向下的安培力C．受到由南向北的安培力D．受到由西向东的安培力解析：选A.赤道上空的地磁场方向是由南向北的，电流方向由西向东，由左手定则判断出导线受到的安培力的方向是竖直向上的，答案A正确．3.图3－4－21通电矩形线框abcd与长直通电导线MN在同一平面内，如图3－4－21所示，ab边与MN 平行．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：选BD.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F ab，cd边受到向左的安培力F cd.因ab所处的磁场强，cd所处的磁场弱，故F ab＞F cd，线框所受合力方向向右．4.图3－4－22如图3－4－22，一段导线abcd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和cd的长度均为L，且∠abc＝∠bcd＝135°.流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示．导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力()A．方向沿纸面向上，大小为(2＋1)ILBB．方向沿纸面向上，大小为(2－1)ILBC．方向沿纸面向下，大小为(2＋1)ILBD．方向沿纸面向下，大小为(2－1)ILB解析：选A.该导线可以用a和d之间的直导线长为(2＋1)L来等效代替，根据F＝BIL，可知大小为(2＋1)BIL，方向根据左手定则可得出．选项A正确．5.图3－4－23用两根细线把两个完全相同的圆形导线环悬挂起来，让两者等高平行放置，如图3－4－23所示．当两导线环中通入方向相同的电流I1、I2时，则有()A．两导线环相互吸引B．两导线环相互排斥C．两导线环无相互作用力D．两导线环先吸引后排斥解析：选A.通电的导线环周围能够产生磁场，磁场的基本性质是对放入其中的磁体或电流产生力的作用．由于导线环中通入的电流方向相同，两者同位置处的电流方向完全相同，相当于通入同向电流的直导线，据同向电流相互吸引的规律，判知两导线环应相互吸引，故A正确．6.图3－4－24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.7.图3－4－25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3－4－25所示．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，指向右边解析：选C.根据直线电流相互作用的规律可知a 与c 相互吸引，b 与c 也相互吸引，所以导线c 所受的合力方向一定指向左边且与ab 边垂直，故C 选项正确． 8.图3－4－26如图3－4－26所示，放在台秤上的条形磁铁两极未知，为了探明磁铁的极性，在它中央的正上方固定一导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则( ) A ．如果台秤的示数增大，说明磁铁左端是北极 B ．如果台秤的示数增大，说明磁铁右端是北极 C ．无论如何台秤的示数都不可能变化 D ．以上说法都不正确解析：选A.如果台秤的示数增大，说明导线对磁铁的作用力竖直向下，由牛顿第三定律知，磁铁对导线的作用力竖直向上，根据左手定则可判断，导线所在处磁场方向水平向右，由磁铁周围磁场分布规律可知，磁铁的左端为北极，A 正确，B 、C 、D 错误． 9.图3－4－27如图3－4－28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 sin αIL ，方向垂直斜面向上B ．B ＝mg sin αIL ，方向垂直斜面向下C ．B ＝mg cos αIL ，方向垂直斜面向下D ．B ＝mg cos αIL，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： mg sin α＝ILB ，解得B ＝mg sin αIL，故选A.二、计算题10．如图3－4－28所示，在倾角为37°图3－4－28的光滑斜面上有一根长为0.4 m ．质量为6×10－2 kg 的通电直导线，电流I ＝1 A ，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0.4 T ，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10 m/s 2) 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＝mgtan37°＝6×10－2×100.75 N＝0.8 N由F 安＝BIL 得B ＝F 安IL ＝0.81×0.4T ＝2 T由B ＝0.4t 得t ＝B 0.4＝20.4s ＝5 s.答案：5 s 11.图3－4－29如图3－4－29所示，PQ 和MN 为水平、平行放置的金属导轨，相距1 m ，导体棒ab 跨放在导轨上，导体棒的质量m ＝0.2 kg ，导体棒的中点用细绳经滑轮与物体相连，物体质量M ＝0.3 kg ，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 ＝2 T ，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 ＝Mg ＋μmgBL＝2 A答案：2 A 方向a →b12．如图3－4－30所示，两平行光滑导轨相距为L图3－4－30＝20 cm，金属棒MN的质量为m＝10 g，电阻R＝8 Ω，匀强磁场的磁感应强度B＝0.8 T，方向竖直向下，电源电动势E＝10 V，内阻r＝1 Ω，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10 m/s2.解析：MN受力分析如图所示，因MN平衡，所以有mg sin θ＝BIL cos θ①由闭合电路欧姆定律得I＝ER＋R1＋r②由①②并代入数据得：R1＝7 Ω.答案：7 Ω。

点囤市安抚阳光实验学校通电导线在磁场中受到的力基础夯实一、选择题(1～3题为单选题，4、5题为多选题)1．一根容易形变的弹性导线，两端固。

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示中正确的是50232641( D )解析：匀强磁场竖直向上与导线平行，导线受到的安培力为零，A错；匀强磁场水平向右，根据左手则可知导线受到安培力向里，B错；匀强磁场垂直纸面向外，由左手则可知导线受到安培力水平向右，C错、D对。

2．如图所示为一种自动跳闸的闸刀开关，O是转动轴，A是绝缘手柄，C是闸刀卡口，M、N接电源线，闸刀处于垂直纸面向里、B＝1T的匀强磁场中，CO间距离为10cm，当磁场力为0.2N时，闸刀开关会自动跳开。

则要使闸刀开关能跳开，CO中通过的电流的大小和方向为 50232642( B )A．电流方向C→O B．电流方向O→CC．电流大小为1A D．电流大小为0.5A解析：由左手则，电流的方向O→C，由B＝FIL得I＝FBL＝2A。

3．(市主城区2014～2015高二上学期期末六校)如图所示，在方框中有一能产生磁场的装置，现在在方框右边放一通电直导线(电流方向如图中箭头方向)，发现通电导线受到向右的作用力，则方框中放置的装置可能是下面哪个 50232643( C )解析：根据通电导线受到向右的作用力，由左手则判导线处于垂直纸面向外的磁场中，根据右手则可判只有C选项符合要求，故选C。

4．(中学2015～2016高二上学期)如图所示，一条形磁铁静止在斜面上，固在磁心的垂直上方的水平导线中通有垂直流向纸外的恒电流，若将磁铁的N 极位置与S极位置对调后，仍放在斜面上原来的位置，若磁铁仍然静止，则磁铁对斜面的压力F N和摩擦力F f的变化情况分别是 50232644( BD ) A．F N增大B．F N减小C．F f减小D．F f不变解析：条形磁铁在导线处产生的磁场方向平行于斜面向上，由左手则知导线所受安培力垂直斜面向上，根据牛顿第三律知条形磁铁所受安培力垂直斜面向下，若将磁铁的N极位置与S极位置对调后，同理可知条形磁铁所受安培力垂直斜面向上，故磁铁对斜面的压力F N减小，根据平衡条件：F f＝mg sinθ保持不变；故选BD。

——教学资料参考参考范本——高中物理第3章磁场4通电导线在磁场中受到的力课时作业新人教版选修3_1______年______月______日____________________部门基础夯实一、选择题(1～4题为单选题，5、6题为多选题)1．(20xx·浙江省温州中学高二上学期期中)下图中的通电导线在磁场中受力分析正确的是( C )解析：根据左手定则可知，A．图中掌心向左，四指向里，则安培力应该垂直磁感线竖直向下，故A错误；B．图中因通电导线与磁场平行，则没有安培力，故B错误；C．图中掌心向里，四指斜向左下，则安培力垂直电流斜向下，故C正确；D．图中因通电导线与磁场平行，则没有安培力，故D错误。

故选：C。

2．(20xx·江西省××市高二上学期期末)已知北京地区地磁场的水平分量为3.0×10－5T。

若××市一高层建筑安装了高100m的金属杆作为避雷针，在某次雷雨天气中，当带有正电的乌云经过避雷针的上方时，避雷针开始放电，某一时刻的放电电流为1×105A，此时金属杆所受安培力的方向和大小分别为( A )A．方向向东，大小为300NB．方向向东，大小为30NC．方向向西，大小为300ND．方向向西，大小为30N解析：当带有正电的乌云经避雷针放电时，放电电流方向沿避雷针向下，若面向北方而立，则空间水平磁场均为“×”，若右方为东方，左方为西方向，如图，由左手定则判定可知金属杆所受安培力的方向向东，大小为F＝BIL＝3.0×10－5×1×105×100N＝300N。

故选A。

3．如图所示，在方框中有一能产生磁场的装置，现在在方框右边放一通电直导线(电流方向如图中箭头方向)，发现通电导线受到向右的作用力，则方框中放置的装置可能是下面哪个( C )解析：根据通电导线受到向右的作用力，由左手定则判定导线处于垂直纸面向外的磁场中，根据右手定则可判只有C选项符合要求，故选C。

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D卷姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、选择题 (共5题；共10分)1. （2分） (2017高二上·鹤山期末) 如图所示，在圆环状导体圆心处，放一个可以自由转动的小磁针．现给导体通以顺时针方向的恒定电流，不计其他磁场的影响，则（）A . 小磁针保持不动B . 小磁针的N极将向下转动C . 小磁针的N极将垂直于纸面向外转动D . 小磁针的N极将垂直于纸面向里转动2. （2分） (2018高二下·舒城期末) 如图（甲）所示，两平行导轨与水平面成θ角倾斜放置，电源、电阻、金属细杆及导轨组成闭合回路，细杆与导轨间的摩擦不计。

整个装置分别处在如图（乙）所示的匀强磁场中，其中可能使金属细杆处于静止状态的是（）A .B .C .D .3. （2分） (2017高二上·徐州期末) 下列图中分别标出了一根放置在匀强磁场中的通电直导线的电流I、磁场的磁感应强度B和所受磁场力F的方向，其中图示正确的是（）A .B .C .D .4. （2分）如图，一段导线abcd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和cd的长度均为L ，且∠abc＝∠bcd＝135°.流经导线的电流为I ，方向如图中箭头所示．导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力（）A . 方向沿纸面向上，大小为(＋1)ILBB . 方向沿纸面向上，大小为(－1)ILBC . 方向沿纸面向下，大小为(＋1)ILBD . 方向沿纸面向下，大小为(－1)ILB5. （2分）空间存在一个匀强磁场B ，其方向垂直纸面向里，还有一点电荷Q的电场，如图所示，一带电粒子－q以初速度v0从图示位置垂直于电场、磁场入射，初位置到点电荷＋Q的距离为r ，则粒子在电、磁场中的运动轨迹不可能为（）A . 以点电荷＋Q为圆心，以r为半径，在纸平面内的圆周B . 初阶段在纸面内向右偏的曲线C . 初阶段在纸面内向左偏的曲线D . 沿初速度v0方向的直线二、多项选择题 (共3题；共9分)6. （3分） (2017高二上·青山期末) 据国外媒体报道，科学家预计2017年将能发现真正类似地球的“外星人”地球，这个具有历史意义的发现会使人类重新评估所处的宇宙空间．如图所示，假若“外星人”地球具有磁性，其中虚线是磁感线，实践是宇宙射线（宇宙中一种带有相当大能量的带电粒子流），则以下说法正确的是（）A . a端是行星磁场的N极，b端是行星磁场的S极B . 从a、b端射向行星的宇宙射线，可能在a、b端不发生偏转C . 图中从上往下看，此行星自身的环形电流的方向应为顺时针D . 图中来自宇宙射线中带正电的粒子流②将垂直纸面向里偏转7. （3分） (2020高二上·拉萨期末) 如图所示，一只阴极射线管，左侧不断有电子射出，若在管的正下方放一通电直导线AB时，发现射线的径迹向下偏，则（）A . 导线中的电流从A流向BB . 导线中的电流从B流向AC . 若要使电子束的径迹向上偏，可以通过改变AB中的电流方向来实现D . 电子束的径迹与AB中的电流方向无关8. （3分） (2017高二上·福州期末) 如图所示为圆柱形区域的横截面．在没有磁场的情况下，带电粒子（不计重力）以某一初速度沿截面直径方向入射时，穿过此区域的时间为t；若该区域加垂直该区域的匀强磁场，磁感应强度为B，带电粒子仍以同一初速度沿截面直径入射，带电粒子飞出此区域时，速度方向偏转了，根据上述条件可求得的物理量为（）A . 带电粒子的比荷B . 带电粒子的初速度C . 带电粒子在磁场中运动的半径D . 带电粒子在磁场中运动的周期三、填空题 (共2题；共4分)9. （2分）电子以速度v垂直进入匀强磁场，磁场方向如图所示，此时所受洛仑兹力的方向________（填向上或向下）．若将电子换为质子，此时所受洛仑兹力的方向________（填向上或向下）．10. （2分）如图所示，质量为m的带正电小球能沿着竖直的绝缘墙竖直下滑，磁感应强度为B的匀强磁场方向水平，并与小球运动方向垂直。