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1、14 4 通电导线在磁场中受到的力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( )A B C D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便在导轨上滑动.下列说法正确的是(
2、 )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 0.2m、通有 2.5A 电流的直导线,关于该导线在磁感应强度为B的匀强磁场
3、中所受安培力F的情况,下列说法正确的是( )A.如果B=2T,F一定是 1NB.如果F=0,B也一定为零C.如果B=4T,F有可能是 1ND.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2C.乙、丁D.乙、丙图 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.B0IdsinC.D.B0Idcos图 L3-4-4知识点三 通
4、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
5、-7 所示,一根长度为L的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BILsinB.导体棒对轨道压力大小为mg+BILsinC.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 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I
6、1时,两细线中张力均减为T(0Fcd,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+BILsin=mg,f=BILcos,则FN=FN=mg-BILsin,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(0a1), 所以安培力的大小F合 1=2T-2T,而当通过MN的电流为I2时,细线中张力恰好为零,
7、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. 12.1.6R4.8 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+mgcos-mgsin=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B l-mgcos-mgsin=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 1.6R4.8.