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1、4通电导线在磁场中受到的力知识点一 安培力的方向1.一根容易 发生形 变的弹性导线 两端固定 .导线 中通有 电流,方向 竖直向上 .当没有磁 场时 ,导线 呈直线状态;当分别加上方向 竖直向上、水平向右和垂直于 纸面向外的匀 强磁场时 ,如图 L3-4-1 所示描述 导线状态的四个 图示中正确的是 ( )ABCD图 L3-4-12.(多选)如图 L3-4-2所示的装置可演示磁场对通电导线 的作用 ,电磁铁上、下两磁极之 间某一水平面内固定两条平行金属 导轨 ,L 是置于 导轨上并与 导轨 垂直的金属杆 ,当磁铁线 圈两端 a、 b,导轨 两端 e、 f 分别接到两个不同的直流电源上 时,L
2、便在 导轨上滑 动.下列 说法正确的是 ( )图 L3-4-2A.若 a 接正极 ,b 接负极,e 接正极 ,f 接负极,则 L 向右滑 动B.若 a 接正极 ,b 接负 极,e 接负极,f 接正极 ,则 L 向右滑 动C.若 a 接负极,b 接正极 ,e 接正极 ,f 接负 极,则 L 向左滑 动D.若 a 接负极 ,b 接正极 ,e 接负极,f 接正极 ,则 L 向左滑 动知识点二 安培力的大小3.(多选)关于磁 场对通电直导线 的作用力的大小 ,下列说法中正确的是( )A.通电直导线 跟磁场方向平行 时作用力 为零B.通电直导线 跟磁场 方向垂直 时作用力最大C.作用力的大小跟 导线 与
3、磁场方向的 夹角无关D.通电直导线 跟磁场方向斜交 时肯定有作用力4.有一段 长 0.2 m、通有 2.5 A 电流的直 导线,关于 该导线 在磁感 应强 度为 B 的匀强磁场中所受安培力F 的情况 ,下列 说法正确的是( )A.如果 B=2 T,F 一定是 1 N B.如果 F=0,B 也一定 为零C.如果 B=4 T,F 有可能是 1 ND.F 有最大 值时 ,通电导线 一定与 B 平行5.如图 L3-4-3 所示 ,四种情况中 ,匀强磁场磁感 应强度大小相等 ,载流导体长度相同 ,通过的电流也相同 ,导体受到的磁 场力最大且方向沿着 纸面的是 ( )A.甲、乙 B.甲、丙C.乙、丁D.乙
4、、丙名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页，共 4 页 - - - - - - - - - 图 L3 -4-36.如图 L3-4-4 所示 ,导体棒 MN 中电流为 I 且垂直于磁 场放置 ,磁感 应强度为 B0,AB 与 CD 相距 为 d,则棒 MN 所受安培力大小 为( )A.B0IdB.B0Idsin C.D.B0Idcos ?0?图 L3-4-4知识点三 通电直导线间的相互作用7.如图 L3-4-5 所示 ,两个相同的 圆形线圈套在光滑 绝
5、缘的水平 圆柱体上 ,当两线圈通以方向相同的 电流时,线圈的运 动情况是 ( )A.都绕圆柱体 转动B.都静止C.相互靠近图 L3-4-5D.彼此 远离8.(多选)如图 L3-4-6所示 ,通电矩形线框 abcd与长直通 电导线 MN 在同一平面内 ,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 边所受到的安培力方向相同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图 L3-4-6知识点四 通电导体的平衡9.2018 玉溪一中期中 如图 L3-4-7 所示,一根长度为 L 的
6、直 导体棒中通以大小 为 I 的电流,静止在水平导轨上,已知垂直于 导体棒的匀 强磁场的磁感 应强 度为 B,B的方向与 竖直方向成 角.下列 说法中正确的是 (重力加速度 为 g)( )A.导体棒受到磁 场力大小 为 BILsin B.导体棒对轨 道压力大小 为 mg+BILsin C.导体棒受到 导轨摩擦力 为 (mg-BILsin )D.导体棒受到 导轨摩擦力 为 BILcos 图 L3 -4-710.2017 赣中南五校摸底 长为 L 的正方形 线圈 A 中通有逆 时针方向的恒定 电流 I0,用两根 轻质绝缘细线悬 挂在水平 长直导线 MN 的正下方 h 处后静止 ,如图 L3-4-8
7、 所示.当导线 MN 中无 电流时,两细线中张力均 为 T;当通 过 MN 的电流为 I1时,两细线中张 力均减 为 T(01);当通过 MN 的电流为 I2时 ,细线 中张力恰好 为零.已知 长直通 电导线 周围磁场的磁感 应强 度 B 与到导线 的距离 r 成反比 (即B=k ,k 为常数 ).由此可知 ,MN 中的 电流方向和 电流大小之比 I1I2分别为( ) ?图 L3 -4-8A.向左 ,(1+ )1名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页
8、，共 4 页 - - - - - - - - - B.向右,(1+)1C.向左,(1+)1D.向右 ,(1+ )111.2018 长郡中学期中 物理老 师在课堂上做了一个 “ 旋转的液体 ” 实验,实验装置如 图 L3-4-9 所示,装有导电液的玻璃器皿放在上端为 S极的蹄形磁 铁的磁场中,器皿中心的 圆柱形电极与 电源负极相连,内壁边缘的圆环 形电极与 电源正极相 连,接通 电源后,液体旋 转起来.关于这个实验,以下 说法中正确的是 ( )A.液体中 电流由中心流向 边缘;从上往下俯 视,液体逆 时针 旋转B.液体中 电流由中心流向 边缘 ;从上往下俯 视,液体 顺时针 旋转C.液体中 电流
9、由边缘 流向中心 ;从上往下俯 视,液体 顺时针 旋转D.液体中 电流由 边缘流向中心 ;从上往下俯 视,液体逆 时针 旋转图 L3-4-912.如图 L3-4-10 所示,在倾角 =30 的斜面上固定一平行金属导轨 ,导轨间 距离 l= 0.25 m,两导轨间 接有滑动变阻器 R 和电动势 E=12 V、内阻不计的电池.垂直 导轨放置一根 质量 m=0.2 kg 的金属棒 ab,它与导轨间 的动摩擦因数 =.整个装置放在垂直于斜面向上的匀强磁场中,磁感应强 度 B=0.8 T.导轨与36金属棒的 电阻不 计,g 取 10 m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力 .当调节 滑动变阻器 R 的阻值
10、在什么范围内时,可使金属棒静止在 导轨上?图 L3-4-101.D解析 用左手定 则可判断出 ,A 中 导线所受安培力 为零,B 中导线所受安培力垂直于 纸面向里 ,C、 D 中导线所受安培力向右 ,导线 受力以后的弯曲方向应与受力方向一致 ,D 正确,A、 B、 C 错误 .2.BD 解析 若 a 接正极 ,b 接负极,则电磁铁磁极间磁场方向向上 ,当 e 接正极 ,f 接负极时,由左手定 则可知,金属杆所受安培力向左,则 L 向左滑 动,A 错误 ;同理可判定 B、 D 正确 ,C 错误.3.ABD 解析 安培力既垂直于通 电导线 ,又垂直于磁 场.当导线 与磁场方向垂直 时,安培力最大
11、,当导线与磁场方向平行 时,安培力 为零,选项 A、 B 正确 ,选项 C 错误 ;通电直导线 跟磁场方向斜交 时,可将磁场沿平行于 导线 方向和垂直于 导线方向 进行分解 ,垂直于 导线 方向的磁 场为有效磁 场,安培力不 为零,选项 D 正确 .名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页，共 4 页 - - - - - - - - - 4.C解析 当通电直导线与 B 垂直 时,安培力最大 为 F=BIl ,当通 电直导线 与 B 平行时,安培力最小
12、为0,其他情况下 0FFcd,线框所受合力方向向右.9.D解析 由安培定 则,导体棒所受的安培力垂直于磁场向上,大小 为 BIL,由平衡条件得FN+BIL sin =mg ,f=BIL cos ,则 FN=FN=mg-BIL sin ,选项 D 正确.10.C解析 当 MN 中通有从 M 到 N 的电流时,线圈所受的安培力F=kILI0,可见安培力的合力(1?1?1?2)大小与通入的 电流大小成正比 ,当 MN 中分 别通以大小 为 I1、 I2的电流时,线框受到的安培力的合力大小之比 为 I1I2.当通 过 MN 的电流为 I1时,两细线中 张力均减 为 T(0a 1),所以安培力的大小F合
13、1=2T-2T,而当通 过 MN 的电流为 I2时,细线中 张力恰好 为零,则安培力的大小F合 2=2T,所以 I1I2=F合1F合 2= (2T-2T)2T= (1- )1,选项 C 正确.11.D解析 液体中 电流由边缘 流向中心 ,由左手定 则,从上往下俯 视,液体逆 时针旋转,选项 D 正确 .12.1.6 R4 .8 解析 当滑动变 阻器 R 接入电路的阻 值较 大时,I 较小,安培力 F 较小,金属棒有沿斜面下滑的趋势,导轨对 金属棒的摩擦力沿斜面向上(如图甲所示 ).金属棒 刚好不下滑 时,有 Bl+ mg cos -mg sin =0?解得 Rm= 4.8 ? ( ? ?)甲当滑动变 阻器 R 接入电路的阻 值较 小时,I 较大,安培力 F 较大,会使金属棒 产生沿斜面上滑的 趋势 ,此时导轨对 金属棒的摩擦力沿斜面向下(如图乙所示 ).金属棒 刚好不上滑 时,有 Bl- mgcos -mg sin =0?解得 Rmin=1.6 ? (?+ ?)所以滑 动变 阻器 R 接入 电路的阻 值范围应为 1.6 R4 .8 .名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页，共 4 页 - - - - - - - - -