高中物理人教版 选修3-1 第三章 磁场 4.通电导线在磁场中受到的力

一、单选题

1. 难度：简单

把一小段通电直导线放入磁场中，导线受到安培力的作用，关于安培力的方向，下列说法中正确的是（  ）

A．安培力的方向一定跟磁感应强度的方向相同

B．安培力的方向一定跟磁感应强度的方向垂直，但不一定跟电流方向垂直

C．安培力的方向一定跟电流方向垂直，但不一定跟磁感应强度方向垂直

D．安培力的方向既跟磁感应强度方向垂直，又跟电流方向垂直

2. 难度：简单

图中对通电导线在磁场中所受安培力的方向判断正确的是（  ）

A.

B.

C.

D.

3. 难度：简单

如图所示，磁场方向竖直向下，通电直导线ab由水平位置1绕a点在竖直平面内转到位置2的过程中，通电导线所受安培力是（  ）

A．数值变大，方向不变

B．数值变小，方向不变

C．数值不变，方向改变

D．数值，方向均改变

4. 难度：中等

如图所示，把一重力不计的通电直导线AB水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以在空间自由运动，当导线通以图示方向电流I时，导线的运动情况是（从上往下看）（  ）

A．顺时针方向转动，同时下降

B．顺时针方向转动，同时上升

C．逆时针方向转动，同时下降

D．逆时针方向转动，同时上升

5. 难度：中等

如图所示，两根垂直纸面、平行且固定放置的直导线M和N，通有同向等值电流；沿纸面与直导线M、N等距放置另一根可自由移动的通电导线ab，则通电导线ab在安培力作用下运动的情况是（  ）

A．沿纸面逆时针转动

B．沿纸面顺时针转动

C．a端转向纸外，b端转向纸里

D．a端转向纸里，b端转向纸外

二、多选题

6. 难度：简单

关于磁电式电流表内的磁铁和铁芯之间的均匀辐向分布的磁场，下列说法中正确的是（   ）

A．该磁场的磁感应强度大小处处相等，方向相同

B．该磁场的磁感应强度的方向处处相同，大小不等

C．使线圈平面始终与磁感线平行

D．线圈所处位置的磁感应强度大小都相等

7. 难度：中等

图中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。当电磁铁线圈两端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（  ）

A．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

8. 难度：困难

如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，放置一根长为L，质量为m，通过电流为I的导线，若使导线静止，应该在斜面上施加匀强磁场B的大小和方向为（  ）

A．B=，方向垂直于斜面向下

B．B=，方向垂直于斜面向上

C．B=，方向竖直向下

D．B=，方向水平向右

三、填空题

9. 难度：简单

将长为1 m的导线ac从中点b折成如图所示的形状，放入B＝0.08 T的匀强磁场中，abc平面与磁场垂直．若在导线abc中通入25 A的直流电，则整个导线所受安培力大小为______ N。

10. 难度：中等

如图所示，质量为m，长为L，通有电流为I的导体棒ab静止在水平导轨上，匀强磁场磁感应强度为B，其方向与导轨平面成α角斜向上且和棒ab垂直，ab处于静止状态，则ab受到的摩擦力大小为________，方向为________，受到的支持力为________。

四、解答题

11. 难度：中等

质量为m的导体棒MN静止于宽度为L的水平轨道上，通过MN的电流为I，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与导轨平面成θ角斜向下，如图所示，求棒MN所受的支持力和摩擦力。

五、计算题

12. 难度：困难

如图所示，水平放置的两导轨P、Q间的距离L＝0．5 m，垂直于导轨平面的竖直向上的匀强磁场的磁感应强度B＝2 T，垂直于导轨放置的ab棒的质量m＝1 kg，系在ab棒中点的水平绳跨过定滑轮与重量G＝3 N的物块相连。已知ab棒与导轨间的动摩擦因数μ＝0．2，电源的电动势E＝10 V、内阻r＝0．1 Ω，导轨的电阻及ab棒的电阻均不计。要想ab棒处于静止状态，电阻R应在哪个范围内取值？（g取10 m/s²）