高中物理人教版 (新课标)选修3选修3-1第三章 磁场4 通电导线在磁场中受到的力习题

这是一份高中物理人教版 (新课标)选修3选修3-1第三章 磁场4 通电导线在磁场中受到的力习题，共6页。

A级 抓基础
1．在如图所示各图中，表示磁场B方向、电流I方向及电流受力F方向三者关系正确的是( )
A B
C D
答案：A
2.如图所示，直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如果直导线可以自由地运动，且通以从a到b的电流，则导线ab受磁场力后的运动情况( )
A．从上向下看，顺时针转动并靠近螺线管
B．从上向下看，顺时针转动并远离螺线管
C．从上向下看，逆时针转动并远离螺线管
D．从上向下看，逆时针转动并靠近螺线管
答案：D
3．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
答案：C
4．(多选)通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内．电流方向如图所示，ad边与MN平行，关于MN的磁场对线框的作用，下列叙述正确的是( )
A．线框有两条边所受的安培力方向相同
B．线框有两条边所受的安培力大小相同
C．线框所受安培力合力向左
D．线框所受安培力合力为零
答案：BC
5．如图所示，一根长为L的细铝棒用两根劲度系数为k的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中．当电流I方向向右时，两根弹簧缩短；当I的方向向左时，两弹簧伸长，并且相对于平衡位置伸长、缩短的长度都是Δl，则磁场的磁感应强度为多少？
解析：不通电流时，铝棒受力平衡有mg＝2kx；弹簧缩短时，有mg＝2k(x－Δl)＋BIL；弹簧伸长时，有mg＋BIL＝2k(x＋Δl)，可解得B＝eq \f(2kΔl,LI).
B级 提能力
6．(多选)关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，正确的说法是( )
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，安培力的大小可能变为原来的一半
答案：BD
7.如图所示，放在台秤上的条形磁铁两极未知，为了探明磁铁的极性，在它中央的正上方固定一导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则( )
A．如果台秤的示数增大，说明磁铁左端是N极
B．如果台秤的示数增大，说明磁铁右端是N极
C．无论如何台秤的示数都不可能变化
D．以上说法都不正确
答案：A
8．如图，直导线通入垂直纸面向里的电流，在下列匀强磁场中，能静止在光滑斜面上的是( )
答案：A
9．如图所示，用细绳悬于O点的可自由转动的通电导线AB放在蹄形磁铁的上方，当导线中通以图示方向电流时，从上向下看，AB的转动方向及细绳中张力变化的情况为( )
A．AB顺时针转动，张力变大
B．AB逆时针转动，张力变小
C．AB顺时针转动，张力变小
D．AB逆时针转动，张力变大
答案：D
10.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(方向如图所示)时，在天平两边加上质量分别为m1、m2的砝码时，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eq \f(（m1－m2）g,NIL)
B．磁感应强度方向垂直纸面向里，大小为eq \f(mg,2NIL)
C．磁感应强度方向垂直纸面向外，大小为eq \f(（m1－m2）g,NIL)
D．磁感应强度方向垂直纸面向外，大小为eq \f(mg,2NIL)
解析：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，右边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＝eq \f(mg,2NIL)，故选B.
答案：B
11．如图所示，一根质量m＝50 g，长L＝1 m的导体棒放在倾角θ＝30°的粗糙斜面上，整个装置处于垂直于斜面斜向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.1 T．试求：
(1)当导体棒通入3 A的电流时，其处于静止状态下所受的摩擦力大小；
(2)若静止的导体棒与斜面无相对运动趋势时，导体棒中通入的电流大小．
解析：由左手定则可知，棒受到的安培力的方向沿斜面向上，大小：F1＝BI1L＝0.1×3×1 N＝0.3 N．棒受到的摩擦力的方向向下，由受力平衡得F1＝mg＋f.
所以f＝F1－mgsin 30°＝0.3－0.05×10×eq \f(1,2) N＝0.05 N.
(2)若静止的导体棒与斜面无相对运动趋势时，则安培力的大小与棒沿斜面向下的分力大小相等．
即：F2＝mgsin 30°＝0.05×10×eq \f(1,2) N＝0.25 N.
又：F2＝BI2L，
所以：I2＝eq \f(F′,BL)＝eq \f(0.25,0.1×1) A＝2.5 A.