章磁场第2节磁场对通电导线的作用_安培力分层演练巩固落实教科版选修3_1

磁场对通电导线的作用-安培力

1．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直导线和磁场方向的夹角无关

D ．将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半

解析：选B.安培力的方向始终与电流方向和磁场方向垂直，选项A 错误、B 正确；由F ＝BIL sin θ可知，安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角有关，选项C 错误；将直导线从中点折成直角时，因磁场与导线的夹角未知，则安培力的大小不能确定，选项D 错误．

2．下面的四个图显示了磁场对通电直导线的作用力，其中正确的是( )

答案：C

3.如图所示，长为3l 的直导线折成三段做成正三角形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁场的强弱为B ，当在该导线中通以电流强度为I 的电流时，该通电导线受到的安培力大小为( )

A ．2BIl

B ．32BIl

C.2＋3

2

BIl D．0

解析：选A.导线AB段和BC段的有效长度为2l sin 30°＝l，所以该通电导线受到的安培力大小为F＝BIl＋BIl＝2BIl，选项A正确．

4．(多选)如图所示，一金属直杆MN两端接有导线，悬挂于线圈上方，MN与线圈轴线均处于竖直平面内，为使MN垂直纸面向外运动，可以( )

A．将a、c端接在电源正极，b、d端接在电源负极

B．将b、d端接在电源正极，a、c端接在电源负极

C．将a、d端接在电源正极，b、c端接在电源负极

D．将a、c端接在同一交流电源的一端，b、d端接在交流电源的另一端

解析：选ABD.根据选项，把直杆所在处的磁场方向和直杆中的电流方向画出来，得A、B正确．若使a、c两端(或b、d两端)的电势相对于另一端b、d(或a、c)的电势的高低做同步变化，线圈磁场与电流方向的关系跟上述两种情况一样，故D也正确．5．如图所示，平行金属导轨PQ与MN都与水平面成θ角，相距为l.一根质量为m的金属棒ab在导轨上，并保持水平方向，ab棒内通有恒定电流，电流大小为I，方向从a到b.空间存在着方向与导轨平面垂直的匀强磁场，ab棒在磁场力的作用下保持静止，并且棒与导轨间没有摩擦力．求磁感应强度B的大小和方向．

解析：金属棒受力如图所示，

根据力的平衡条件可知：

F安＝mg sin θ

而F安＝BIl

可得B ＝mg sin θIl

由左手定则可知，B 的方向垂直导轨平面向下．

答案：mg sin θIl

方向垂直导轨平面向下

一、单项选择题

1.如图所示，四边形的通电闭合线框abcd 处在垂直线框平面的匀强磁场中，它受到磁场力的合力( )

A ．竖直向上

B ．垂直于ad 斜向上

C ．垂直于bc 斜向下

D ．为零

解析：选D.导线abcd 的有效长度L ＝0，故它受到的磁场力的合力为零，即任何闭合通电线圈在匀强磁场中受到的磁场力的合力一定为零．

2．如图所示，一根有质量的金属棒MN ，两端用细软导线连接后悬于a 、b 两点，棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M 流向N ，此时悬线上有拉力，为了使拉力等于零，可以( )

A ．适当减小磁感应强度

B ．使磁场反向

C ．适当增大电流

D ．使电流反向

解析：选C.首先对MN 进行受力分析，受竖直向下的重力G ，受两根软导线的竖直向上的拉力和安培力．处于平衡时：2F ＋BIL ＝mg ，重力mg 恒定不变，欲使拉力F 减小到0，应增大安培力BIL ，所以可增大磁场的强弱B 或增加通过金属棒中的电流I ，或二者同时增大．

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

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.

4.一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( )

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：选D.导线转动前，电流方向与磁场方向平行，导体不受安培力；当导体转过一个小角度后，电流与磁场不再平行，导体受到安培力的作用；当导体转过90°时，电流与磁场垂直，此时导体所受安培力最大．根据左手定则判断知，力的方向始终不变，选项D 正确．

5.如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在磁铁右上方固定一根与磁铁垂直的长直导线．当导线中通以由外向内的电流时磁铁仍然保持静止，则( )

A．磁铁受到向左的摩擦力，对桌面的压力减小

B．磁铁受到向右的摩擦力，对桌面的压力减小

C．磁铁受到向左的摩擦力，对桌面的压力增大

D．磁铁不受摩擦力，对桌面的压力不变

解析：选A.由左手定则判断知磁铁对通电导线的作用力斜向左下方，根据牛顿第三定

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