通电导线在磁场中受力的典型例题练习.doc

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1、典例1：磁场对通电导线的作用力典例1：考察概念。以下关于通电直导线在磁场中受磁场力的说法中，正确的选项是A导线所受磁场力的大小只跟磁场的强弱和电流的强弱有关B导线所受磁场力的方向可以用左手定则来判定C导线所受磁场力的方向跟导线中的电流方向、磁场方向都有关系D如果导线受到的磁场力为零，导线所在处的磁感应强度一定为零E安培力的方向可以不垂直于直导线F安培力的方向总是垂直于磁场的方向G安培力的大小与通电导线和磁场方向的夹角无关H将直导线从中折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半典例2：关于通电导线所受安培力F的方向，磁场B的方向和电流I的方向之间的关系，以下说确的是A. F、B、I三者必须保持相互

2、垂直B. F必须垂直B、I，但B、I可以不相互垂直C. B必须垂直F、I，但F、I可以不相互垂直D. I必须垂直F、B，但F、B可以不相互垂直典例3：以下各图中，表示磁场方向、电流方向及导线所受安培力方向的相互关系，其中正确的选项是A. B. C. D.E. F GH典例4：如下图一边长为L底边，BC的电阻R，是两腰AB、AC的电阻RAB、RAC的两倍RBC=2RAB=2RAC的正三角形金属框放置在磁感应强度为B的匀强磁场中。假设通以图示方向的电流且从B端流人的总电流强度为I，则金属框受到的总磁场力的大小为A0BBILCD2 BIL易错训练：如下图，导线框中电流为I，导线框垂直于磁场放置，匀强

3、磁场的磁感应强度为B，AB与CD相距为d，则MN所受安培力大小为AF=BId BF=BIdsin CF=BId/sin D F=BIdcos2、 安培力作用下的运动常用方法：等效法、电流元法1、特殊值法2、推论法、转换研究对象法典例1：如下图，用绝缘细线悬挂一个导线框，导线框是由两同心半圆弧导线和直导线ab、cdab、cd在同一条水平直线上连接而成的闭合回路，导线框有图示方向的电流，处于静止状态。在半圆弧导线的圆心处沿垂直于导线框平面的方向放置一根长直导线P当P以方向向外的电流时典例1图 典例2图 A导线框将向左摆动B导线框将向右摆动C从上往下看，导线框将顺时针转动D从上往下看，导线框将逆时针

4、转动典例2：如下图，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动，当导线通过图示方向电流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，同时上升典例3：通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面.电流方向如下图，ad边与MN平行，假设直导线中的顺时针的电流，关于MN的磁场对线框的作用，以下表达正确的选项是： 变式训练1图A线框有两条边所受的安培力方向一样B线框有两条边所受的安培力大小一样C线框所受安培力合力向里D线框所受安培力合力为零变式训练1：在等边三角形的三个顶点a、

5、b、c处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线有大小相等的恒定电流，方向如下图.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，指向右边典例4：单项选择题如图4所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在其右上方固定一根与磁铁垂直的长直导线，假设向导线通有方向如图示的电流时，通电后磁铁仍不动，则：A磁铁对桌面的压力大于磁铁的重力，且磁铁受到向右的摩擦力B磁铁对桌面的压力大于磁铁的重力，且磁铁受到向左的摩擦力C磁铁对桌面的压力小于磁铁的重力，且磁铁受到向右的摩擦力D磁铁对桌面的压力小于磁铁的重力，且磁铁受到向左的摩擦力典例5：201

6、4如图1，两根光滑平行导轨水平放置，间距为L，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒从t=0时刻起，棒上有如图2的持续交变电流I、周期为T，最大值为Im，图1中I所示方向为电流正方向则金属棒 A.一直向右移动B.速度随时间周期性变化C.受到的安培力随时间周期性变化D.受到的安培力在一个周期做正功三、安培力作用下的平衡问题分析典例1：如下图，质量为m、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于水平轴上，并处于匀强磁场中。当导线以沿*正方向的电流I，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为。则磁感应强度的最小值及对应的方向为A ，y轴正向: B，z轴负向 C，沿悬线向下

7、D，沿悬线向上典例2：如下图，金属细棒质量为m，用两根一样轻弹簧吊放在水平方向的匀强磁场中，弹簧的劲度系数为k，棒ab有稳恒电流，棒处于平衡，并且弹簧的弹力恰好为零假设电流大小不变而方向相反，则()A每根弹簧弹力的大小为mgB每根弹簧弹力的大小为2mgC弹簧形变量为mg/kD弹簧形变量为2mg/k典例3：如下图，在倾角为a的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L，质量为m的直导体棒当导体棒中的电流I垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，可加一平行于纸面的匀强磁场，当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向由垂直斜面向上沿逆时针转至水平向左的过程中，以下关于B的大小变化的说法中，正确的选项是A逐渐增大B逐

8、渐减小C先减小后增大D先增大后减小变式训练：单项选择题如下图，在倾角为的光滑斜面上，垂直纸面放置一根直导体棒，在导体棒有垂直纸面向里的电流，图中a点在导体棒正下方，b点与导体棒的连线与斜面垂直，c点在a点左侧，d点在b点右侧。现欲使导体棒静止在斜面上，以下措施可行的是 A在a处放置一电流方向垂直纸面向里的直导体棒B在b处放置一电流方向垂直纸面向里的直导体棒C在c处放置一电流方向垂直纸面向里的直导体棒D在d处放置一电流方向垂直纸面向里的直导体棒:典例4：如下图，质量为m=0.04kg的导电细杆ab置于倾角为=30的平行放置的导轨上，导轨宽为d=0.4m，细杆ab与导轨垂直，导轨所在区域存在垂直导

9、轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度为B=1T，电源电动势E=1.5V，阻r=0.2，导轨和细杆的电阻均忽略不计g取10m/s21假设导轨光滑，为保证释放细杆后ab保持静止不动，则滑动变阻器接入电路的阻值是多大？2假设导轨粗糙，且与细杆的动摩擦因数=3/6，为保证释放细杆后ab仍保持静止不动，则通过细杆的电流围是多少？最大静摩擦力等于滑动摩擦力变式训练1：如下图，PQ和MN为水平放置的光滑的平行金属导轨，间距为l=1.0m，导体棒ab垂直跨放在导轨上，棒的质量为m=2kg，棒的中点用细绳经轻滑轮与质量为M=0.2kg的物体相连，物体M放在倾角为=30的固定的斜面上，与M连接的轻绳与斜面平行。整个装

10、置区域存在一个方向与导体棒垂直且与水平面的夹角=53o斜向左上方的匀强磁场，重力加速度g取10m/s2。变式训练1：假设磁感应强度B=0.5T，物块M与斜面之间的动摩擦因素，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，要保持导体棒ab静止不动，应该在棒入电流的围？电流的方向如何？()变式训练2：15分如下图，PQ和MN为水平放置的平行金属导轨，间距为l=1.0m，导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量为m=20g，棒的中点用细绳经轻滑轮与物体c相连，物体c的质量M=30g。在垂直导轨平面方向存在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场，磁场方向竖直向上，重力加速度g取10m/s2。1假设导轨是光滑的，为了使物体c能保持静

11、止，应该在棒入多大的电流？电流的方向如何？2假设导轨是粗糙的，且导体棒与导轨间的最大静摩擦力为导体棒ab重力的0.5倍，假设要保持物体c静止不动，应该在棒入多大的电流？电流的方向如何？四：安培力的应用典例1：电磁炮的根本原理如下图，把待发射的炮弹导体放置在强磁场中的两条平行导轨导轨与水平方向成角上，磁场方向和导轨平面垂直，假设给导轨以很大的电流I，使用权炮弹作为一个载流导体在磁场的作用下，沿导轨作加速运动，以*一速度发射出去，匀强磁场的磁感应强度为B，两导轨间的距离为L，磁场中导轨的长度为S，炮弹的质量为m，炮弹和导轨间摩擦以及炮弹本身的长度均不计，试求炮弹离开炮口时的速度变式训练1：根据磁场

12、对电流会产生作用力的原理，人们研制出一种新型的发射炮弹的装置电磁炮，其原理如下图：把待发炮弹导体放置在强磁场中的两平行导轨上，给导轨通以大电流，使炮弹作为一个通电导体在磁场作用下沿导轨加速运动，并以*一速度发射出去。现要提高电磁炮的发射速度，你认为以下方案在理论上可行的是A增大磁感应强度B的值B增大电流I的值C减小磁感应强度B的值D改变磁感应强度B的方向，使之与炮弹前进方向平行典例2：如下图为一电流表的原理示意图。质量为m的均质细金属棒MN的中点处通过一挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连，绝缘弹簧劲度系数为k.在矩形区域abcd有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外。与MN的右端N连接的一绝

13、缘轻指针可指示标尺上的读数，MN的长度大于。当MN中没有电流通过且处于平衡状态时，MN与矩形区域的cd边重合；当MN中有电流通过时，指针示数可表示电流强度。1)当电流表示数为零时，弹簧伸长多少？(重力加速度为g)(2)假设要电流表正常工作，MN的哪一端应与电源正极相接？(3)假设k2.0N/m，0.20m，0.050m，B0.20T，此电流表的量程是多少？(不计通电时电流产生的磁场的作用)(4)假设将量程扩大2倍，磁感应强度应变为多大？典例4：图中虚线框存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。所用局部器材已在图中给出，其中D为位于纸面的U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E为直流电源；R为电阻箱；A为电流表；S为开关。此外还有细沙、天平、米尺和假设干轻质导线。1在图中画线连接成实验电路图。2完成以下主要实验步骤中的填空按图接线；保持开关S断开，在托盘参加适量细沙，使D处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量m1；闭合开关S，调节R的值使电流大小适当，在托盘重新参加适量细沙，使D_；然后读出_，并用天平称出_；用米尺测量_；3用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出B=_。4判定磁感应强度方向的方法是：假设_，磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里。