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4 磁场对电流的作用习题详解

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第1页共4页 4 磁场对电流的作用习题详解 习题册-下-4

1 习题四

1．如图4-1所示，abc是弯成直角的导线，40cmab，30cmbc，通以电流I，并放在和均匀磁场B垂直的平面内，则导线所受到磁场力为 [ ]

（A）0.3IB； （B）0.4IB； （C）0.5IB； （D）0.7IB。

答案：C

解：由FIlB得abFIabB，方向垂直于ab；bcFIbcB，方向垂直于bc。又由图中几何关系知abbcFF，所以整个导线受力为 22220.30.40.5abbcFFFIBIB

2．两个在同一平面内的同心圆线圈，大圆半径为R，通有电流I1，小圆半径为r，通有电流I2，电流方向如图4-2所示，且rR，那么，在小线圈从图示位置转到两线圈平面相互垂直位置的过程中，磁力矩所作的功A为 [ ]

（A）2012IIrR； （B）20122IIrR； （C）2012IIrR； （D）20122IIrR。

答案：B

解：因rR，所以大圆电流在小圆范围产生的磁场可看作是均匀的，且近似等于大圆电流在其圆心O处产生的磁场，即102IOIBR；小圆由平行位置转过90时磁力矩做功为

12201222(0)2IOIAIIrBIrR

3．如图4-3所示，平行放置在同一平面内的载流长直导线，要使AB导线受的安培力等于零，则x的值为

[ ]

（A）13a； （B）23a； （C）12a； （D）34a。

答案：A

解：导线AB上长度为l的一段受其左、右两导线的安培力分别为

01002011222,222()2()IIIIFIlBIlIlFIlBIlIlxxaxax.

令12FF，得12()xax，由此解得13xa。

4．如图4-4，匀强磁场中有一矩形通电线圈，它的平面与磁场平行，在磁场作用下，线圈发生转动，其方向是 [ ]

（A）ab边转入纸内，cd边转出纸外；

（B）ab边转出纸外，cd边转入纸内；

（C）ad边转入纸内，bc边转出纸外；

（D）ad边转出纸外，bc边转入纸内。

答案：A

解：载流直导线在均匀磁场中受力为 BlIF，由此可判断ab边受力指向纸内，cd边受力指向纸外。

二、填空题 r I2 I1 O R

图4-2

图4-3 x

a 2 I B I I A 图4-1 BabcabFbcFa

b c d

图4-4 第2页共4页 4 磁场对电流的作用习题详解 习题册-下-4

2 1．电流为I，磁矩为mP的线圈置于磁感应强度B的均匀磁场中，mP与B方向相同，求通过线圈的磁通量

；线圈所受的磁力矩M的大小M 。

答案：/mBPI；M = 0。

解：通过线圈的磁通量 mPBSBSBI，磁力矩的大小 sinmMBP。

因0，所以 0M。

2．如图4-5所示，某瞬间a点有一质子A以710m/sav沿图所示方向运动。相距410cmr远处的b点，有另一质子B以3210m/sbv沿图所示方向运动。av、bv与r在同一平面内，求：（1）质子A经过a点的瞬间在b点所产生的磁感应强度的大小 ；

（2）b点的质子所受洛伦兹力的大小 。

答案：（1）71.1310TB；（2）233.610NF。

解：（1）质子A经过a点的瞬间在b点所产生的磁感应强度

7702sin450.8210T1.1310T4aevBr 方向垂直于纸面向外。

（2）质子B在b点所受到的洛伦兹力

232302sin452.56210N3.610N4abbevFevBevr。

3．一个通有电流I的导体，厚度为D，放置在磁感强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导体的侧表面，如图所示，则导体上下两面的电势差为/VAIBD (其中A为一常数）。则上式中A定义为 系数，且A与导体中的载流子数密度n及电荷q之间的关系为_____________。

答案：（1）霍尔；（2）1Anq。

4．一电子在42010TB的磁场中沿半径为2.0cmR的螺旋线运动，螺距为5.0cmh，

如图4-7所示。（1）这电子速度的大小 ；（2）方向 。

答案：67.5710m/sv；1cos0.376817。

解：依题意，有 //coshvTvT，式中，22RmTveB。

22226//27.5710m/s4eBhvvvRm

v与轴线夹角 //2222//cos2vhvvRh，

1125coscos0.3768171625

5．一个速度554.0107.210m/svij的电子，在均匀磁场中受到的力为DISVB 45˚ A

B a b

va vb

图4-5 45˚

RhvB图4-7 图4-6 第3页共4页 4 磁场对电流的作用习题详解 习题册-下-4

3 13132.7101.510NFij。如果0xB，则B___________。

答案：2.3(T)Bk。

解：xyzyzyzzyxzxyFqvBevivjvkBjBkevBvBivBjvBk，

而13132.7101.510NxyzFFiFjFkij，两式相等得：0yB；

13132.7101.510zyxBevev。将191.610Ce，及题给xv或yv代入，得2.3(T)Bk。

三、计算题

1．如图4-8所示，一长直导线通有电流120AI，其旁置一导线ab，通以电流210AI，求导线ab所受的作用力的大小和方向。

答案：59.210NF，方向：垂直于ab向上。

解：长直载流导线在周围空间产生的是非均匀磁场，方向：垂直纸面向里。在ab上取一电流元2Idl，其受安培力为

222sin(,)dfBIdlIdlBBIdl，方向：垂直于ab向上。

ab导线上每一电流元所受力的方向都相同，整条导线受力为：

0.101012012220.01ln10222IIIIIdlFdfBIdlIdlll

7554102010ln104ln10109.210N2

方向：垂直于ab向上。

2．有一圆线圈直径8厘米，共12匝，通电流5安培，将此线圈置于磁感应强度为0.6特斯拉的均匀磁场中。试求：（1）作用在线圈上的最大转矩是多少？（2）线圈平面在什么位置时转矩是（1）中的一半？

答案：（1）max0.181N/mM；（2）线圈法线与B成30或150角时。

解：（1）线圈在磁场中受力矩公式为：mMpB

22max1254100.60.181N/mmMpBnISB

（2）1sin2mMMpBmax，即 1sin2mmpBpB，所以 1sin2

得 30，或 150

即线圈法线与B成30或150角时M为maxM的一半。

3．如图4-9所示，盘面与均匀磁场B成φ角的带电圆盘，半径为R，电量Q均匀分布在表面上，当圆盘以角速度ω绕通过圆盘中心与盘面垂直的轴线转动，求圆盘在磁场中所受的磁力矩。

答案：21cos4MQRB。

解：圆盘的电荷面密度为 2QR

取距圆盘中心r处，宽度为dr的圆环，则此圆环上的电量为

2dqrdr I2

I1

b

1cm a

10cm

图4-8 B

dl

图4-9 R O φ ω B 第4页共4页 4 磁场对电流的作用习题详解 习题册-下-4

4 由于圆盘以角速度ω绕轴线转动，故圆环的等效电流为

22dIfdqrdrrdr

电流dI所围的面积 2Sr

对应磁矩 3mdPSdIrdr

总磁矩 34201144RmmPdPrdrRQR

矢量式 214mPQRn，n的方向即为圆盘面积的法线方向。

磁力矩 mMPB

其数值 2211sincos424MRBQRB

4．截面积为S、密度为 的铜导线被弯成正方形的三边，可以绕水平轴OO转动，如图4-10所示。导线放在方向竖直向上的匀强磁场中，当导线中的电流为I时，导线离开原来的竖直位置偏转一个角度 而平衡。求磁感应强度。若22mmS，38.9g/cm，15，10AI，问磁感应强度大小为多少？

答案：39.3510TB。

解：磁场力的力矩为

2212coscoscosFMFlBIllBIl

重力的力矩为

212221sin2sin2sin2mgMgSllgSllgSl

由平衡条件 FmgMM，得

22cos2sinBIlgSl

36228.9109.8210tantan1510gSBI

2233.8410tan153.84100.2689.3510T

5．一半径为0.1mR的半圆形闭合线圈，载有电流10AI，放在均匀磁场中，磁场方向与线圈面平行，如图4-11所示。已知0.5TB。求

（1）线圈所受力矩的大小和方向（以直径为转轴）；

（2）若线圈受力矩的作用转到线圈平面与磁场垂直的位置，则力矩做功多少？

答案：（1）27.8510NmM；

（2）27.8510JA。

解：（1）mp垂直纸面向外，故根据mMpB可知，M沿转轴向上，大小为

221sin7.8510Nm22mMpBISBIBR

（2）磁力矩做功 2207.8510J2RAIIBSIB OOIFmg1l2l图4-10

I R

B

图4-11

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《磁场对通电导线的作用》例题与解析

《磁场对通电导线的作用》例题与解析

《磁场对通电导线的作用》例题与解析

公式F=BIL的适用条件是匀强磁场、电流与磁场垂直.若不垂直，应将导体长度向垂直于磁场的方向投影，找出受力的有效长度.

图3-4-3

例2 质量为m= kg的通电细杆ab置于倾角为θ=37°的平行放置的导轨上，导轨的宽度d= m，杆ab与导轨间的动摩擦因数μ=，磁感应强度B=2 T的匀强磁场与导轨平面垂直且方向向下，如图3-4-3所示.现调节滑动变阻器的触头，试求出为使杆ab静止不动，通过ab杆的电流范围为多少？

思路解析

杆ab中的电流为从a到b，所受的安培力方向平行于导轨向上.当电流较大时，导体有向上的运动趋势，所受静摩擦力向下;当静摩擦力达到最大时，磁场力为最大值F1，此时通过ab的电流最大为Imax；同理，当电流最小时，应该是导体受向上的最大静摩擦力，此时的安培力为F2，电流为Imin.

正确地画出两种情况下的受力图如图3-4-4，由平衡条件列方程求解.

根据第一幅受力图列式如下：

F1-mgsinθ-Fμ1=0 Fn-mgcosθ=0 Fμ1=μFn F1=BImaxd

解上述方程得：Imax= A

图3-4-4

根据第二幅受力图F2+Fμ2-mgsinθ=0

Fn-mgcosθ=0

Fμ2=μFn F2=BImind 解上述方程得：Imin= A.

答案: A— A

绿色通道

做这种题应学会把立体图转换成平面图.

图3-4-5

例3 如图3-4-5所示，导线AB竖直放置，通电导线框abcd可自由移动.当AB中通以图示电流时，导线框怎样运动？

思路解析

导线框运动是因为受到AB导线产生的磁场的磁场力作用.AB导线通电后在导线框位置产生的磁场方向垂直于纸面向里，由安培定则可判定ab边受力向上,cd边受力向下且所在磁场一样,故合力为零.线框无上下运动，ad边受力向左,bc边受力向右，ad边处磁场强，故合力向左，导线框向左运动.

答案:向左运动

磁场对通电导线作用练习题

磁场对通电导线作用练习题

磁场对通电导线作用练习题

在物理学中，磁场对通电导线的作用是一个重要的知识点。为了帮助大家更好地理解和掌握这一概念，下面为大家准备了一系列相关的练习题。

一、基础概念题

1、 通电导线在磁场中受到力的作用，这个力叫做（ ）

A 安培力 B 电场力 C 洛伦兹力 D 磁力

答案：A

解析：通电导线在磁场中受到的力称为安培力。

2、 安培力的方向可以用（ ）定则来判断。

A 左手 B 右手 C 安培 D 楞次

答案：A

解析：安培力的方向用左手定则判断。

3、 当通电导线与磁场方向垂直时，安培力的大小表达式为（ ）

A ＼（F ＝ BIL\） B ＼（F ＝ BILsin\theta\） C ＼（F ＝

BILcos\theta\） D ＼（F ＝ 0\）

答案：A 解析：当通电导线与磁场方向垂直时，安培力的大小为 ＼（F ＝

BIL\） 。

二、简单计算题

1、 一根长为 ＼（02m\） 的直导线，通有 ＼（2A\） 的电流，放在磁感应强度为 ＼（05T\） 的匀强磁场中，且导线与磁场方向垂直。求导线所受安培力的大小。

解：已知 ＼（L ＝ 02m\） ， ＼（I ＝ 2A\） ， ＼（B ＝ 05T\） ，因为导线与磁场方向垂直，所以 ＼（F ＝ BIL ＝ 05×2×02 ＝ 02N\）

2、 有一通电直导线，长度为 ＼（05m\） ，电流为 ＼（3A\） ，放在磁感应强度为 ＼（04T\） 的磁场中，导线与磁场方向夹角为 ＼（30°＼） ，求导线所受安培力的大小。

解：已知 ＼（L ＝ 05m\） ， ＼（I ＝ 3A\） ， ＼（B ＝ 04T\） ，＼（＼theta ＝ 30°＼） ，则 ＼（F ＝ BILsin\theta ＝ 04×3×05×sin30°

＝ 03N\）

三、综合应用题

1、 如图所示，在匀强磁场中，有两根平行的金属导轨，导轨上放置一根与导轨垂直的金属棒 ＼（ab\） ，导轨间距为 ＼（L\） ，磁感应强度为 ＼（B\） ，金属棒中通有电流 ＼（I\） ，且金属棒以速度 ＼（v\） 向右匀速运动。

(统考版)2023版高考物理一轮复习 第九章 磁场 第1讲 磁场及其对电流的作用学生用书

(统考版)2023版高考物理一轮复习 第九章 磁场 第1讲 磁场及其对电流的作用学生用书

1 第1讲 磁场及其对电流的作用

必备知识·自主排查

一、磁场、磁感应强度

1．磁场

(1)基本特性：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有________的作用．

(2)方向：小磁针的________所受磁场力的方向．

2．磁感应强度

(1)物理意义：描述磁场的________和________．

(2)大小：B＝________(通电导线垂直于磁场放置)．

(3)方向：小磁针静止时________的指向．

(4)单位：特斯拉(T)．

3．匀强磁场

(1)定义：磁感应强度的大小________、方向________的磁场称为匀强磁场．

(2)特点：疏密程度相同、方向相同的平行直线．

二、磁感线 通电直导线和通电线圈周围磁场的方向

1．磁感线及特点

(1)磁感线：在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的____________的方向一致．

(2)特点

①磁感线上某点的________方向就是该点的磁场方向．

②磁感线的________定性地表示磁场的强弱．

③磁感线是________曲线，没有起点和终点．

④磁感线是假想的曲线，客观上________．

2．电流的磁场

通电直导线 通电螺线管 环形电流 2 安培定则

三、安培力、安培力的方向 匀强磁场中的安培力

1．安培力的大小

F＝ILB sin θ(其中θ为B与I之间的夹角)

(1)磁场和电流垂直时：F＝________．

(2)磁场和电流平行时：F＝________．

2．安培力的方向

左手定则判断：

(1)伸出左手，让拇指与其余四指________，并且都在同一个平面内．

(2)让磁感线从掌心进入，并使四指指向________方向．

(3)________所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向．,

教材拓展

1.[人教版选修3－1P94T1改编]下面的几个图显示了磁场对通电直导线的作用力，其中正确的是( )

初中物理电学知识点总结之磁场对电流的作用

初中物理电学知识点总结之磁场对电流的作用

初中物理电学知识点总结之磁场对电流的作用

在我们平凡无奇的学生时代，大家最不陌生的就是知识点吧！知识点就是一些常考的内容，或者考试经常出题的地方。掌握知识点有助于大家更好的学习。以下是店铺帮大家整理的关于初中物理电学知识点总结之磁场对电流的作用，仅供参考，大家一起来看看吧。

磁场对电流的作用

1.通电导线在磁场中要受到磁力的作用。是由电能转化为机械能。应用：电动机。

2.通电导体在磁场中受力方向：跟电流方向和磁感线方向有关。

3.电动机原理：是利用通电线圈在磁场里受力转动的原理制成的。结构：定子和转子（线圈、磁极、换向器）。它将电能转化为机械能。

4.换向器作用：当线圈刚转过平衡位置时，换向器自动改变线圈中的电流方向，从而改变线圈的受力方向，使线圈连续转动（实现交流电和直流电之间的互换）。

对于上面磁场对电流的作用知识的学习，同学们都能很好的掌握了吧，努力学习哦。

中考试题练习之欧姆定律

下面是对中考欧姆定律的题目知识学习，同学们认真完成下面的题目练习哦。

欧姆定律

（2010，乌鲁木齐）如图2-2-46所示的电路中，当ab两点间接入4Ω的`电阻时，其消耗的功率为16W。当ab两点间接入9Ω的电阻时，其消耗的功率仍为16W。求：

（1）ab两点间接入4Ω和9Ω的电阻时，电路中的电流；

（2）电源的电压。

上面对欧姆定律知识的题目练习学习，同学们都能很好的完成了吧，希望同学们在考试中取得很好的成绩哦，加油。

中考试题之欧姆定律

下面是对中考欧姆定律的题目知识学习，同学们认真完成下面的题目练习哦。

欧姆定律

实际的电源都有一定的电阻，如干电池，我们需要用它的电压U

和电阻ｒ两个物理量来描述它。实际计算过程中，可以把它看成是由一个电压为U、电阻为0的理想电源与一个电阻值为ｒ的电阻串联而成，如图2-2-45甲所示：

在图2-2-45乙中R1= 14W ， R2= 9W。当只闭合S1时，电流表读数I1=0.2A ；当只闭合S2时，电流表读数I2=0.3A，把电源按图甲中的等效方法处理。求电源的电压U 和电阻ｒ。