1、13.4 通电导线在磁场中受到的力课时检测区基础达标1.(2018临沂高二检测)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【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。【补偿训练】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，方向如图所
2、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。导线 a在 c处产生的磁场方向由安培定则可判断，即垂直 ac向左下方，同理导线 b在 c处产生的磁场方向垂直 bc向右下方，由平行四边形定则，过 c点的合磁场方2向平行于 ab向下，根据左手定则可判断导线 c受到的安培力垂直 ab边，指向左边。2.(多选)如图甲所示，扬声器中有一线圈处于磁场中，当音频电流信号通过线圈时，线圈带动纸盆振动，发出声音。俯视图乙表示处于辐射状磁场中的线圈(线圈平面即纸面)，磁场方向如图中箭头所示，在图
3、乙中( )A.当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里B.当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外C.当电流沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里D.当电流沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外【解析】选 B、C。将圆形线圈看作由无数小段直导线组成，由左手定则可以判断，当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外，选项 B正确、A 错误；当电流沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里，选项 C正确、D 错误。3.如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直。给导线通以垂直纸面向里
4、的电流，用 FN表示磁铁对桌面的压力，用 Ff表示桌面对磁铁的摩擦力，导线通电后与通电前相比较 ( )A.FN减小，F f=0 B.FN减小，F f0C.FN增大，F f=0 D.FN增大，F f0【解题指南】解答本题应注意以下几点：由于直接对磁铁进行受力分析较为复杂，故可以选取导线作为研究对象；先分析电流受到条形磁铁对它的作用力，再根据牛顿第三定律判断电流对磁铁的作用力。【解析】选 C。如图所示，画出一条通过电流 I处的磁感线，电流 I处的磁场方向水平向左，由左手定则可知电流 I所受安培力方向竖直向上，由牛顿第三定律可知，电流对磁铁3的作用力方向竖直向下，所以磁铁对桌面压力增大，而桌面对磁铁
5、无摩擦力作用。【补偿训练】如图所示的天平可用来测量磁场的磁感应强度。天平的右臂下面挂一个矩形线圈，宽为 L，共 N匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面。当线圈中通有电流 I(方向如图)时，在天平两边加上质量分别为 m1、m 2的砝码，天平平衡；当电流反向(大小不变)时，右边再加上质量为 m的砝码后，天平又重新平衡。由此可知 ( )A.磁感应强度方向垂直纸面向里，大小为B.磁感应强度方向垂直纸面向里，大小为2C.磁感应强度方向垂直纸面向外，大小为D.磁感应强度方向垂直纸面向外，大小为2【解析】选 B。由题目所给条件，先判断出磁场的方向再根据天平的工作原理列出对应关系式。因为电流反向时
6、，右边需再加砝码才能重新平衡，所以此时安培力竖直向上，由左手定则判断磁场方向垂直纸面向里。电流反向前，有 m1g=m2g+m3g+NBIL，其中 m3为线圈质量，电流反向后，有 m1g=m2g+m3g+mg-NBIL，两式联立可得 B= ，故 B项正确。24.(2018吉安高二检测)如图所示，将长 50 cm，质量为 10 g的均匀金属棒 ab两端用两4只相同的弹簧悬挂成水平状态，位于垂直纸面向里的匀强磁场中，当金属棒中通过 0.4 A电流时，弹簧恰好不伸长，求：(1)匀强磁场中磁感应强度是多大？(2)当金属棒通 0.2 A由 a到 b的电流时，弹簧伸长 1 cm，如果电流方向由 b到 a，而电流大小不变，弹簧伸长又是多少？(g 取 10 m/s2)【解析】(1)由题意知 F 安 =mg，解之得，B= = T=0.5 T(2)当电流由 a至 b时，F 安 +2kx=mg，即 BIL+2kx=mg。所以 k= N/m=2.5 N/m当电流由 b至 a时，mg+F 安 =2kx1，代入数据解得：x1=3 cm答案：(1)0.5 T (2)3 cm
