1、1第 4 节 通电导线在磁场中受到的力基础巩固1.(2018顺德高二质检)图中对通电导线在磁场中所受安培力的方向的判断,其中判断正确的是( A )解析:根据左手定则,A 中力 F 方向垂直导线向上,B 中力 F 方向应向左,C 中导线不受力,D 中力 F 的方向应向右,选项 A 正确,B,C,D 错误.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示中正确的是( D )解析:由左手定则判断可知 A 中导线不受安培力;B 中导线受垂直纸面向里的安培力;C 中
2、导线受向右的安培力;D 中导线受向右的安培力.所以选项 D 正确.3.(多选)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( CD )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.线圈平面始终与磁感线平行D.线圈所在位置的磁感应强度大小都相等解析:两磁极之间装有极靴,极靴中间又有一个铁质圆柱,极靴与铁质圆柱之间有一不大的缝隙,根据磁感线与磁极表面垂直的特点,磁化了的铁质圆柱与极靴间的缝隙处就形成了辐向分布的磁场.这样做的目的就是让通电线圈所在位置能有一个等大的磁场,并且磁感线始终与线圈平面平行.故选项 C,D 正确.
3、4.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2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 )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)ILB解析:在磁场中的有效长度 L=L+2Lcos 45=( +1)L,则导线所受合力 F=( +1)ILB,由左手定则可知合力方向沿纸面垂直 bc 向上,选项 A
4、 正确.5.一段通电导线平行于磁场方向放入匀强磁场中,导线上的电流方向由左向右,如图所示.在导线以其中心点为轴转动 90的过程中,导线受到的安培力( D )A.大小不变,方向不变B.由零增大到最大,方向时刻改变C.由最大减小到零,方向不变D.由零增大到最大,方向不变解析:导线转动前,电流方向与磁场方向平行,导线不受安培力;当导线转过一个小角度后,电流与磁场不再平行,导线受到安培力的作用;当导线转过 90时,电流与磁场垂直,此时导线所受安培力最大.根据左手定则判断知,安培力的方向始终不变,选项 D 正确.6.将长为 1 m 的导线 ac,从中点 b 折成如图所示形状,放入 B=0.08 T 的匀
5、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,求整根导线所受安培力.解析:通电导线受力的有效长度为首尾相接的直线段,Lac=2 Lcos 30= m,根据公式 F=ILB 得整根导线所受安培力的大小为3F=ILacB=25 0.08 N= N.根据左手定则、安培力方向与 ab 边成 120,指向右上方.答案: N,与 ab 边成 120,指向右上方能力提升7.(2018宜宾高二质检)直导线 AB 与圆线圈的平面垂直且隔有一小段距离,直导线固定,线圈可以自由运动.当通过如图所示的电流时(同时通电),从左向右看,线圈将( C )A.顺时针转动,同时靠近直导线 AB
6、B.顺时针转动,同时离开直导线 ABC.逆时针转动,同时靠近直导线 ABD.不动解析:根据安培定则可知,通电导线 AB 在右侧产生的磁场方向垂直纸面向里.将圆环分成前后两半,根据左手定则可知,外侧半圆受到的安培力向上,内侧受到的安培力向下,圆环将逆时针转动.假设圆环转过 90时,通电直导线 AB 对左半圆环有吸引力,对右半圆环有排斥力,由于吸引力大于排斥力,圆环靠近 AB,则从左向右看,线圈将逆时针转动,同时靠近直导线 AB.选项 C 正确.8.(多选)如图所示,在光滑水平面上一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来,此时磁铁对水平面的压力为 FN1,现在磁铁左上方位置固定一导体棒,当导体棒中通以
7、垂直纸面向里的电流后,磁铁对水平面的压力为 FN2,则以下说法正确的是( BC )A.弹簧长度将变长 B.弹簧长度将变短C.FN1FN2 D.FN1FN2,选项 B,C 正确.9.如图所示为两根互相平行的通电导线 a,b 的横截面图,a,b 的电流方向已在图中标出.那4么导线 a 中电流产生的磁场的磁感线环绕方向及导线 b 所受的磁场力的方向应分别是( B )A.磁感线顺时针方向,磁场力向左B.磁感线顺时针方向,磁场力向右C.磁感线逆时针方向,磁场力向左D.磁感线逆时针方向,磁场力向右解析:根据安培定则可得导线 a 中电流产生磁场的磁感线沿顺时针方向,又根据左手定则可得 b 所受磁场力向右,选
8、项 B 正确.10.一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( B )A.不动 B.顺时针转动C.逆时针转动 D.向纸面内平动解析:法一 利用结论法.环形电流 L1,L2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 L1的转动方向应是从左向右看线圈 L1顺时针转动.法二 直线电流元法.把线圈 L1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 L2产生的磁场中,根据安培定则可知各电流元所在处磁场向上,根据左手定则可得,上部电流元所受安培力指向纸外,下部电流元所受安培力指向纸内,因此从左向右看绕圈 L1顺时针转动.11.如图所示,在倾角为 37的光滑斜面上有一根长为 0.4 m、质量为 610-2 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/s2)5解析:导线恰要离开斜面时受力情况如图所示.由平衡条件,得 F= ,而 F=BIl,B=0.4t,代入数据解得 t=5 s.答案:5 s
