通电导线在磁场中受到的力测试题带解析人教版

绝缘，垂直放置，且两个线圈的圆心重合．当两线圈都通过如图12所示方向的电流时，则从左向右看，线圈L1将() 图12 A．不动 B．顺时针转动 C．逆时针转动 D．向纸外平动 答案C

解析L2上的电流在线圈内部产生的磁场，由安培定则知，垂直纸面向里，再由左手定则判知L1转动的方向． 8．质量为m，长度为L的金属细杆放在倾角为θ的斜面上，杆与斜面间的动摩擦因数为μ.杆中通有垂直纸面向里的恒定电流．整个装置处在如图13所示的匀强磁场中，金属杆处于静止状态．其中杆与斜面间的摩擦力可能为零的是() 图13

A．①③B．②③ C．①②④D．②③④ 答案C

9．如图14，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直．线

段ab、bc和cd的长度均为L，且∠abc＝∠bcd＝135°.流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示．导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力() 图14

A．方向沿纸面向上，大小为(2＋1)ILB B．方向沿纸面向上，大小为(2－1)ILB C．方向沿纸面向下，大小为(2＋1)ILB D．方向沿纸面向下，大小为(2－1)ILB 答案A

解析将导线分为三段直导线，根据左手定则分别判断出安培力的大小，根据F＝BIL计算出安培力的大小，再求合力．导线所受合力F＝BIL＋2BILsin45°＝(2＋1)ILB，方向沿纸面垂直bc向上．

10.如图15所示，ab，cd为两根相距2m的平行金属导轨，水平放置在竖直向下的匀强磁场中，一根质量为3.6kg金属棒，当通以5A的电流时，金属棒沿导轨做匀速运动；当金属棒中电流增加到8A时，金属棒能获得2m/s2的加速度，求匀强磁场的磁感应强度的大小． 图15 答案1.2T

解析金属棒匀速运动时，由平衡条件得出安培力和摩擦力等大反向，即BI1L＝Ff；金属棒匀加速运动时，由牛

顿第二定律得出BI2L－Ff＝ma，代入数据，两式联立解得B＝1.2T.

11.如图16所示，一劲度系数为k的轻质弹簧，下端挂有一匝数为n的矩形线框abcd，bc边长为l，线框的下半部处在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与线框平面垂直，在图中垂直于纸面向里，线框中通以电流I，方向如图所示，开始时线框处于平衡状态．现令磁场反向，磁感应强度的大小仍为B，线框达到新的平衡，在此过程中线框位移的大小Δx为多少？方向如何？ 图16

答案2nBIlk向下

解析两种情况下安培力方向相反，大小均为F安＝nBIl，则弹簧弹力的改变量为ΔF＝kΔx＝2nBIl，所以Δx＝2nBIlk.开始时安培力向上，后来安培力向下，所以线框位移方向向下．

12.如图17所示，水平放置的两导轨P、Q间的距离L＝0.5m，垂直于导轨平面的竖直向上的匀强磁场的磁感应强度B＝2T，垂直于导轨放置的ab棒的质量m＝1kg，系在ab棒中点的水平绳跨过定滑轮与重量G＝3N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＝10V、内阻r＝0.1Ω，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10m/s2) 图17

答案1.9Ω≤R≤9.9Ω

解析依据物体的平衡条件可得， ab棒恰不右滑时： G－μmg－BI1L＝0 ab棒恰不左滑时： BI2L－G－μmg＝0

依据闭合电路欧姆定律可得： E＝I1(R1＋r) E＝I2(R2＋r)

由以上各式代入数据可解得： R1＝9.9Ω，R2＝1.9Ω

所以R的取值范围为：1．9Ω≤R≤9.9Ω.