磁場對通電導線的作用 同步練習- 高二下學期物理人教版（2019）選擇性必修第二冊

磁場對通電導線的作用一、選擇題1．下列說法正確的是（）A．通電直導線在勻強磁場中一定受到安培力的作用B．運動電荷在某處不受洛倫茲力，則該處的磁感應強度一定為0C．帶電粒子在勻強磁場中做圓周運動的周期與軌道半徑成正比D．通電直導線在磁場中受到的安培力方向一定與磁場方向垂直2．在磁場中的同一位置放置一條直導線，導線的方向與磁場方向垂直。先后在導線中通入不同的電流，導線所受的力也不一樣，圖中幾幅圖像表現(xiàn)的是導線受的力F與通過的電流I的關系。a，b各代表一組F、I的數(shù)據(jù)。正確的是（）ABCD3．如圖所示，兩平行直導線通有同向電流I1、I2，下列判斷正確的是（）A．兩導線之間存在著靜電斥力作用B．兩導線之間存在著相互排斥的磁力作用C．導線2受到電流I1和I2共同產(chǎn)生的磁場的作用力D．導線2上PQ段受到的磁場力由整根導線1產(chǎn)生的磁場所施加4．如圖所示，在傾角為α的光滑斜面上，垂直斜面放置一根長為L、質量為m的直導線。當通以電流I時，欲使導體靜止在斜面上，外加勻強磁場B的大小和方向應是（）A．，方向垂直斜面向上B．，方向垂直斜面向下C．，方向豎直向上D．，方向水平向右5．如圖所示，兩根相同的輕質彈簧豎直懸掛在天花板下方，兩彈簧下端連接一導體棒，導體棒處于磁感應強度大小為1.0T、寬度為10cm的有界勻強磁場中，當給導體棒通以2A的電流，平衡時發(fā)現(xiàn)彈簧的伸長量是不通電流時的2倍。若彈簧始終處于彈性限度內，導體棒一直處于水平，重力加速度大小為10m/s2，則導體棒的質量為（）A．50g B．20g C．5g D．2g6．如圖所示，導線框ABC由直線AB和四分之一圓弧BC組成，用柔軟導線懸吊處于靜止狀態(tài)，經(jīng)過A、C的水平線下方有垂直于ABC所在平面向里的勻強磁場，現(xiàn)給導線框ABC通以如圖所示方向的電流，則導線框受到的安培力方向（）A．豎直向上 B．豎直向下 C．斜向右下 D．斜向左上7．如圖，由均勻的電阻絲組成的等邊三角形導體框，垂直磁場放置，將AB兩點接入電壓恒定的電源兩端，通電時電阻絲AC段受到的安培力為F，則此時三根電阻絲受到的安培力的合力大小為（）A．F B．2F C．3F D．4F8．將通電直導線折成互相垂直的ab和bc兩段，放在水平向右的勻強磁場中，當導線如圖所示固定放置時，兩段導線受到的安培力大小相等，ab段與磁場方向的夾角為53°，bc段與磁場方向的夾角為37°。若將磁場在紙面內轉過90°，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，此時ab段導線與bc段導線受到的安培力大小之比為（）A．1：1 B．3：4 C．9：16 D．16：99．在豎直向下、磁感應強度為B的勻強磁場中，有一質量為m、長度為L的金屬棒MN，兩端由等長的輕質細線豎直懸掛。若棒中通以恒定電流，金屬棒從靜止開始向上擺動，擺動過程中始終保持水平，最高擺到θ=45°的位置，如圖所示。不計空氣阻力，則金屬棒從靜止開始擺到最高位置的過程，下列說法中正確的是（）A．金屬棒MN中電流的方向為從M流向NB．細線的拉力先增大后減小C．金屬棒MN中的恒定電流D．安培力對金屬棒MN所做的功為10．如圖甲所示，在豎直向上的勻強磁場中，有一質量為m、長為L的金屬棒MN兩端由兩根等長的絕緣輕質細線水平懸掛起來，細線長度也為L。當棒中通以恒定電流I后，金屬棒向右擺起后兩懸線與豎直方向夾角的最大值θ=60°，截面圖如圖乙所示，已知重力加速度為g，不計空氣阻力，則下列說法中正確的是（）A．電流由N流向MB．磁感應強度C．金屬棒在最高位置時，兩細線的拉力之和等于mgD．金屬棒從最低位置運動到最高位置的過程中，重力對其做的功為mgL二、填空及探究題11．如圖所示的勻強磁場，磁感應強度為0.2T，通電直導線與磁場方向垂直，導線長度為0.2m，導線中電流為1A．該導線所受安培力的大小為N．12．勻強磁場中有一根長度為0.5m重力為5N垂直于紙面水平放置的導體棒，用細線懸掛于O點。當導體棒通入方向垂直紙面向內的4A電流時，處于如圖所示的靜止狀態(tài)，圖中細線與豎直方向成30°夾角。磁場磁感應強度的最小值為T，方向是。按照如圖所示進行實驗。

（1）分別接通“1、4”和“2、3”，導線偏轉的角度不同，說明導線受到的力的大小與

有關。

（2）只上下交換磁極的位置以改變磁場方向，導線受力的方向

（選填“改變”或“不改變”）。

（3）只改變導線中電流的方向，導線受力的方向

（選填“改變”或“不改變”）。

（4）通過實驗說明：安培力的方向與磁場方向、電流方向之間的關系滿足

。三、計算題14．把一根長L=10cm的導線垂直磁感線方向放入如圖所示的勻強磁場中，

（1）當導線中通以I1=1A的電流時，導線受到的安培力大小為1.0×10-7N，則該磁場的磁感應強度為多少？

（2）若該導線中通以I2=2A的電流，則此時導線所受安培力大小是多少？方向如何？15．如圖所示，在一個范圍足夠大、磁感應強度B=0.40T的水平勻強磁場中，用絕緣細線將金屬棒吊起使其呈水平靜止狀態(tài)，且使金屬棒與磁場方向垂直。已知金屬棒長L=0.20m，質量m=0.02kg，g取10m/s3，求：

（1）若通以如圖所示電流，判斷金屬棒受到的安培力方向：

（2）若棒中電流I=2.0A，此時金屬棒受到的安培力大小；

（3）若要使細線拉力恰好為零，應該增大還是減小此時的電流？請簡單解釋。16．如圖所示，兩平行金屬導軌間的距離L=0.40m，金屬導軌所在的平面與水平面的夾角θ=37°，在導軌所在平面內分布著磁感應強度大小B=0.50T、方向垂直于導軌所在平面向上的勻強磁場。金屬導軌的一端接有電動勢E=12V、內阻r=0.50Ω的直流電源，現(xiàn)把一個質量m=0.080kg的導體棒ab放在金屬導軌上，導體棒恰好保持靜止，導