沪科版 (2019)必修 第三册5.3 电磁感应练习题

【优质】第3节电磁感应-2优质练习

一.填空题

1．质量为m，电荷量为q的带正电微粒，以速度v与水平方向成45°角进入匀强电场和匀强磁场同时存在的空间，微粒在电场．磁场．重力场的共同作用下做匀速直线运动，则带电粒子运动方向为沿轨迹向__________，（填写“左下方”或“右上方”）电场强度大小为__________，磁感应强度的大小为___________。

2．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线水平吊起通电直导线A．A与螺线管垂直，“×”表示导线中电流的方向垂直于纸面向里．电键S闭合后，A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是　               ．

3．如图所示，两根通电长直导线a．b平行放置，a．b中的电流强度分别为I和2I，此时a受到的磁场力为F，当在a．b的正中间再放置一根与a．b平行共面的通电长直导线c后，b受到的磁场力恰好平衡，则直导线c中电流流向为____（选填“向上”或“向下”），此时a受到的磁场力大小为_______。

4．如图所示，水平导轨处于蹄形磁铁的磁场中，导体棒ab所在处的磁场方向竖直      （选填“向上”或“向下”）；闭合电键，通电导体棒ab在磁场中受到的力称为       （选填“安培力”或“洛伦兹力”），由左手定则可知，该力的方向      （选填“向左”或“向右”）。

5．如图所示，在磁感强度为B的匀强磁场中，有一个边长为L的正六边形线圈 abcdef，线圈平面垂直于磁场方向，则穿过线圈的磁通量为______；若去掉其中的一条边ab，且通有图示顺时针方向的电流，电流强度大小为，则剩余的五条边所受安培力的大小为________（线圈不发生形变）.

6．如图所示，当给圆环中通电时，与其共面且在正下方的小磁针S极转向读者，则圆环中的电流方向是__________ (填“顺时针”或“逆时针”)，圆环中小磁针的__________极转向读者．

7．如图，倾角θ的光滑斜面上，置一通有电流I，长L．质量为m的导体棒．欲使棒静止在斜面上，则外加的最小的磁感强度B=　　          ，方向是　            　．

8．如图所示，空间中存在着磁感应强度大小为0.5T，方向沿纸面向上且范围足够大的匀强磁场，长为1m的直导线垂直磁场放置．若通过导线的电流为1A，方向垂直纸面向里，则通电直导线所受安培力大小为     N，方向     （填“向左”或“向右”）；若只改变导线中的电流方向而其它条件不变，则直导线所受安培力方向与原来的安培力方向     （填“相同”或“相反”）．

9．在匀强磁场中，有一段5cm的导线和磁场垂直．当导线通过的电流是 lA时，受磁场的作用力是0.1N，那么磁感应强度B=      T．

10．如图a所示，一根质量m．总电阻R的均匀金属杆用两根长L的轻质导线竖直悬挂在三等分点，导线的悬挂点间加上电压U后，仅将金属杆置于磁感应强度B的磁场中，单根导线上的拉力是____．若把导线长度变成，如图b所示悬挂在金属杆两端，则单根导线上的拉力是______．

11．如图，一条型磁铁放在水平桌面上，在其左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线．当导线中通以图示方向的电流时，磁铁对桌面的压力____（填增大，减小或不变）且受到向____（填左或右）的摩擦力 。

12．一位同学发现了这样一个有趣的现象：在家庭电路中，如图所示，当他把磁铁靠近通电后发白的灯丝时，灯丝发生颤动．产生上述现象的主要原因是：灯丝中通过________（填“交流”或“直流”）电流时，在磁场中会受到磁场对它的________（填“安培力”或“洛伦兹力”）作用，且该力的方向随________方向的改变而改变．

13．闭合电路的一部分导线ab处于匀强磁场中，图中各情况下导线都在纸面内运动，那么       图会产生感应电流，产生感应电流的方向是         。   

14．如图，倾角的光滑斜面上，置一通有电流I，长L．质量为m的导体棒，欲使棒静止在斜面上，则外加的最小的磁感强度_____________，方向是_____________.

15．科学家安培发现，两根平行导线通电后有如图所示的现象（图中实线．虚线分别表示通电前．后的情况）．可见，平行通电导线之间有力的作用．而且，当通入的电流方向相同时，导线相互_____（填“吸引”或“排斥”）；当通入的电流方向相反时，导线相互_____（填“吸引”或“排斥”）．

16．画出下列各图中通电直导线A受到的安培力的方向（或做必要文字说明）_________,_____________.

17．如图所示，质量为m，带电量为q的微粒，以与水平方向成45°角的速度射入匀强电场和匀强磁场同时存在的空间，匀强磁场的磁感应强度为B，微粒在电场．磁场．重力场的共同作用下做匀速直线运动，重力加速度为g，则电场强度大小为__________，微粒的速度大小为___________。

18．如图所示的电路中，由均匀的电阻丝组成的等边三角形ABC导线框，垂直于匀强磁场放置。将AB两点接入一节干电池的两端，AC和BC两边导线受到的总安培力为F，方向为_____。若将AB边移走，其它不变，则余下的导线受到的总安培力大小_____F（选填“＞”．“＝”或“＜”）

参考答案与试题解析

1．【答案】    (1). 右上方    (2).     (3).

【解析】粒子做匀速直线运动，合力为零，其中电场力向右，重力向下，洛仑兹力与速度方向和磁场方向垂直，故向左上方，故粒子向右上方运动；受力如图所示：

由几何关系可得，qE=mg，则电场强度为：，由于合力为零，则，解得：。

2．【答案】竖直向下

【解析】【考点】左手定则

【分析】首先根据安培定则判断通电螺线管在A处产生的磁场方向，再根据左手定则判断通电直导线A受到的磁场的作用力的方向．

【解答】解：首先根据安培定则判断通电螺线管在A处产生的磁场方向：水平向右．

根据左手定则判断可知：A受到通电螺线管磁场的作用力的方向：竖直向下．

故答案为：竖直向下．

【点评】本题考查安培定则和左手定则综合应用的能力，对于几种定则关键要搞清两点：一是何时用；二是怎样用．

3．【答案】    (1). 向下    (2). 1.5F

【解析】试题分析：根据两平行直导线间的相互作用可明确两导线棒受到的磁场力大小关系；再分别明确c对两导体的作用力大小与方向，由力的合成求解a受到的磁场力．

由于ab间的磁场力是两导体棒的相互作用，故b受到a的磁场力大小为F，方向向右；

中间再加一通电导体棒时，由于C处于中间，其在ab两位置产生的磁场强度相同，故b受到的磁场力为a受磁场力的2倍；

由于b受到的磁场力恰好平衡，则c对b的磁场力向左，大小为F，

根据同向电流相吸，异向电流相斥，因此c的电流方向向下，

那么c对a的磁场力向左，大小为，

根据力的合成法则，则此时a受到的磁场力大小为；

4．【答案】向上 ，安培力 ，向右

【解析】

5．【答案】       

【解析】【来源】上海市华东师大二附中2018-2019学年高二（下)期中物理试题

【详解】

[1]据题可知线圈平面垂直于磁场方向，则穿过线圈的磁通量大小为：

[2]正六边形线圈在匀强磁场中受到的安培力的合力为零，则边所受的安培力与其余五条边所受安培力的合力大小相等，方向相反，所以去掉边后，剩余的五条边所受安培力的大小与原来所受的安培力大小相等，即为

6．【答案】    (1). 逆时针    (2). N

【解析】当给圆环中通电时，与其共面且在正下方的小磁针S极转向读者，说明在圆环下面的磁场方向向里，由右手定则可知，圆环中的电流方向是逆时针，圆环中小磁针的N极转向读者．

7．【答案】：；垂直于斜面向上．

【解析】【考点】安培力；力的合成与分解的运用；共点力平衡的条件及其应用

【分析】要保持导体棒在斜面上静止且要所加磁场的磁感应强度最小，则磁场方向必须与导体棒垂直，此时安培力FA=BIL，而当安培力沿斜面向上，安培力最小，则此时B最小，由左手定则判断B的方向．根据平衡条件求解B的最小值，由左手定则判断B的方向．

【解答】解：当安培力F平行于斜面向上时B最小，

    即：BIL=mgsinα 

解得，B=

B的方向垂直于斜面向上

故答案为：；垂直于斜面向上．

【点评】本题考查应用平衡条件处理通电导体在磁场中平衡问题的能力．通过本题要培养分析安培力最小值的能力．

8．【答案】0.5；向右；相反

【解析】【考点】安培力．

【专题】定量思想；控制变量法；磁场 磁场对电流的作用．

【分析】由F=BIL可得段通电直导线受到的安培力大小，由左手定则可判定安培力方向

【解答】解：导线与磁场垂直，故导线受到的安培力为：

F=BIL=1×0.1×20×10﹣2N=0.02N．

由左手定则可知导线受到的安培力向右

当电流反向后，根据左手定则可知，受到的安培力方向相反

故答案为：0.5；向右；相反

【点评】该题为安培力公式的直接应用，要知道只有当导线与磁场垂直的时候安培力才表示为F=BIL，当不垂直的时候，L要取垂直磁场方向的分量；会用左手定则判定安培力的方向

9．【答案】2

【解析】【考点】磁感应强度；安培力．

【分析】在磁场中磁感应强度有强弱，则由磁感应强度来描述强弱．将通电导线垂直放入匀强磁场中，即确保电流方向与磁场方向相互垂直，则所受的磁场力与通电导线的电流与长度乘积之比．

【解答】解：根据磁感应强度的定义式B=可得： T

故答案为：2

10．【答案】    .   

【解析】【来源】上海市浦东新区建平中学2018-2019学年高三下学期月考试题

【详解】

[1]对于图a，金属杆中的电流

则金属杆所受的安培力：

根据左手定则，安培力方向竖直向下，根据共点力平衡得，

mg+F=2T

解得：

[2]对于图b，金属杆中的电流：

安培力：

根据共点力平衡得：

2Tsin45°=mg+F

解得：

11．【答案】    (1). 增大    (2). 左

【解析】根据条形磁体磁感线分布情况得到直线电流所在位置磁场方向，如右图，在根据左手定则判断安培力方向，如左图；根据牛顿第三定律，电流对磁体的作用力向右下方，如右图：

选取磁铁为研究的对象，磁铁始终静止，根据平衡条件，可知通电后支持力变大，即对桌面的压力增大，静摩擦力变大，方向向左。

点睛：先判断电流所在位置的磁场方向，然后根据左手定则判断安培力方向；再根据牛顿第三定律得到磁体受力方向，最后对磁体受力分析，根据平衡条件判断。

12．【答案】交流安培力电流

【解析】

【详解】

当把磁铁靠近通电后发白的灯丝时，灯丝发生颤动．产生上述现象的主要原因是：灯丝中通过交流电流时，在磁场中受到磁场对它的安培力，电流的方向改变，安培力的方向改变．

13．【答案】甲丙；b到a。

【解析】

试题分析：甲和丙中的导线会切割磁感线，从而使得闭合电路产生感应电流，而乙和丁的导线不切割磁感线，故它们不产生感应电流。

考点：电磁感应。

14．【答案】    垂直于斜面向上   

【解析】【来源】上海市华东师大二附中2018-2019学年高二（下)期中物理试题

【详解】

[1]当安培力平行于斜面向上时最小，根据平衡条件则有：

解得：

[2]的方向垂直于斜面向上

15．【答案】吸引排斥

【解析】

【详解】

由图可知，当通入的电流方向相同时，导线靠拢，说明两导线相互吸引；当通入电流方向相反时，导线远离，说明两导线相互排斥；

16．【答案】    (1). 安培力方向垂直于导线斜向左下方,    (2). 安培力平行于斜面向上，

【解析】让磁场垂直穿过手心，四指指向电流方向，则拇指指向为安培力方向，如图所示

17．【答案】    (1).     (2).

【解析】粒子做匀速直线运动，合力为零，其中电场力向右，重力向下，洛仑兹力与速度方向和磁场方向垂直，故向左上方，故粒子向右上方运动，受力如图所示

由平衡条件得，，，解得：电场强度为，微粒的速度大小为.

18．【答案】    (1). 沿纸面垂直AB指向C    (2). ＞

【解析】

【分析】

根据左手定则判断出各段受到的安培力的方向，根据闭合电路的欧姆定律计算出各段上的电流大小，再计算出各段安培力的大小，然后使用平行四边形定则合成即可

【详解】AC和BC的等效长度可看做AB的长度，根据左手定则知方向为沿纸面垂直AB指向C；将AB边移走，外电路的电阻变大，根据闭合电路欧姆定律知路端电压变大，流过AC和BC的电流要大于原来流过AC和BC的电流，它们的有效长度相等，所以余下的导线受到的总安培力要大于F。