磁场对通电导线的作用_章节学习

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题型：单选题

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单选题

（2016•镇江模拟）探究影响安培力大小因素的实验装置如图所示，直导线垂直磁场方向置于磁场中某处，当导线中电流为I时，导线所受安培力大小为F；现仅将导线中电流减小为I时，导线所受安培力大小为（　　）

A

B2F

CF

D

正确答案

A

解析

解：根据F=BIL得，电流减小为原来的I时，则安培力减小为原来的F倍．故A正确，B、C、D错误．

故选：A

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题型：简答题

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简答题

在倾角为α的光滑斜轨上，置有一通有电流I，长为L，质量为m的导体棒，如图：

（1）欲使棒恰好沿斜轨匀速下滑，且对斜轨无压力，所加匀强磁场B的大小是多少？

（2）欲使棒恰好沿斜轨匀速下滑，所加匀强磁场的磁感强度B的最小值为多少？方向如何？

正确答案

解析

解：（1）在竖直方向由平衡条件可知

mg=BIL

解得：B=

方向水平向左．

（2）当安培力F平行于斜面向上时B最小，通过受力分析可知

即：BIL=mgsinα

解得：B=

B的方向垂直于斜面向上

答：（1）B=，方向水平向左．

（2）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，B的方向垂直于斜面向上，最小值为．

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题型：简答题

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简答题

如图所示，一根导线长为2m的金属棒MN，质量为2Kg，两端用细软导线连接后悬挂于a、b两点，棒处于方向垂直纸面向里的B=0.8T匀强磁场中，让金属棒中通以I=10A的电流，方向从N流向M．求：

（1）金属棒受安培力的大小和方向；

（2）导体中aM 中拉力的大小．

正确答案

解析

解：（1）根据左手定则，电流的方向水平向左，磁场的方向垂直于纸面向里，知安培力的方向竖直向下

根据安培力大小公式F=BIL得，

F=0.8×10×2N=16N

（2）根据共点力平衡有：2FT=G+F

解得FT=18N

答：（1）安培力方向竖直向上，安培力大小为16N．（2）导线aM中拉力的大小为2N

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题型：简答题

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简答题

用两根绝缘的轻质细绳，将长为0.6m、质量为0.06kg的均匀金属杆ab，水平悬挂在磁感应强度大小为2T、方向如图所示的磁场中．问：要使细绳的拉力恰好为零，应在ab中通入多大的电流？方向如何？（取g=10m/s2）．

正确答案

解析

解：由题意可知，安培力方向向上，因此根据左手定则可判断电流的方向为a指向b．

由题意可得：mg=BIL，

所以有：A=0.5A．

答：在ab中通入0.5A的电流，方向a指向b．

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题型：单选题

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单选题

如图所示，在水平放置的光滑金属板中点的正上方，有带正电的点电荷Q．一表面绝缘、带正电的金属球（可视为质点，且不影响原电场）以速度v0开始在金属板上向右运动，在运动过程中（　　）

A小球作匀速直线运动

B小球先作减速后作加速运动

C电场力对小球先做正功后做负功

D以上说法都不正确

正确答案

A

解析

解：AB、金属板在Q的电场中达到静电平衡时，金属板是一个等势体，表面是一个等势面，表面的电场线与表面垂直，小球所受电场力与金属板表面垂直，在金属板上向右运动的过程中，电场力不做功，根据动能定理得知，小球的动能不变，速度不变，所以小球做匀速直线运动．故A正确，B错误．

CD、由于电场力与小球的速度方向垂直，电场力对小球不做功．故C、D错误．

故选：A．

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题型：简答题

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简答题

如图所示，在与水平方向成60°角的光滑金属导轨间连一电源，在相距1m的平行导轨上放一重为3N的金属棒ab，棒上通以3A的电流，磁场方向竖直向上，这时棒恰好静止，求：（结果保留两位有效数字）

（1）ab棒受到的安培力、支持力；

（2）匀强磁场的磁感应强度．

正确答案

解析

解：（1）作出受力侧视图，如图．导体棒处于静止状态，根据平衡条件得：

F安=mgtan60°=3N，

FN==2mg=6N，

（2）又导体棒与磁场垂直，F安=BIL，则哟：

B===T

答：（1）ab棒受到的安培力大小为3N，支持力大小为6N．

（2）匀强磁场的磁感应强度为T．

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题型：简答题

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简答题

在磁感应强度为2T，方向垂直于滑轨平面的匀强磁场中，有一与水平面成37°的导电滑轨，滑轨上放一可移动的金属杆ab，电源电动势E=10V，内阻r=1Ω，导轨间距L=0.5m，质量m=0.5kg，μ=0.5，求可变电阻在什么范围内时，ab杆可在滑轨上保持平衡（不计杆和导轨电阻）

正确答案

解析

解：对导体棒受力分析，回路中的电流为：

I=

导体棒受到的安培力为：F=BIL

当摩擦力沿斜面向上，电流强度最小，电阻最大，由共点力平衡得：

mgsin37°-f-Fcos37°=0

mgcos37°+Fsin37°-FN=0

f=μFN

联立解得：Rmax=9Ω

当摩擦力沿斜面向下，电流强度最大，电阻最小由共点力平衡得：

mgsin37°+f-Fcos37°=0

mgcos37°+Fsin37°-FN=0

f=μFN

联立解得：Rmin=1Ω

答：可变电阻在1～9Ω范围内．

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题型：简答题

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简答题

如图所示，质量为60g的导体棒长度S=20cm，棒两端分别与长度L=30cm的细导线相连，悬挂在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.5T．当导体棒中通以稳恒电流I后，棒向上摆动（摆动过程中I始终不变），最大偏角θ=45°，求：导体棒中电流I的大小．（可用根式表示）

正确答案

解析

解：对导体棒受力如图所示，根据动能定理得：

FBLsin45°-mgL（1-cos45°）=0，

又安培力为：FB=BIS，

代入数据解得：I=6（-1）A

答：导体棒中电流I的大小是6（-1）A．

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题型：填空题

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填空题

在匀强磁场中（磁感应强度为B）有一折导线abc，ab=bc=L，θ=60°，导线中的电流方向如图所示，电流强度为I，则折导线受到磁场作用的合力为______，合力的方向为______．

正确答案

BIL

与-x轴成60°斜向上

解析

解：ab段受力为：F1=BIL 垂直ab向上；

bc段受力为：F2=BIL 垂直bc向上；

故合力：F=2F1cos30°=2BIL×=BIL 方向与-x轴成60°斜向上；

故答案为：BIL，与-x轴成60°斜向上．

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题型：简答题

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简答题

已知一带负电的试探电荷电量为-1.0×10-6C，置于电场中的A点，受到竖直向下的电场力，大小为2.0×10-4N，

（1）电场中A点的电场强度大小和方向；

（2）若将电量为+1.6×10-8C的试探电荷放在A点，求它受到的电场力大小和方向．

正确答案

解析

解：（1）A点的电场强度大小为：E= N/C，方向竖直向上．

（2）受到的电场力大小为：F′=q′E=1.6×10-8×200=3.2×10-6 N，方向竖直向上．

答：（1）电场中A点的电场强度大小为200N/C和方向竖直向上；

（2）若将电量为+1.6×10-8C的试探电荷放在A点，求它受到的电场力大小为3.2×10-6N和方向竖直向上．

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