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4通电导线在磁场中受到的力课后篇巩固提升基础巩固
1.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的方向垂直D.安培力的方向既跟磁感应强度的方向垂直又跟电流方向垂直解析安培力的方向既垂直于磁场方向又垂直于电流的方向即垂直于磁场与电流所决定的平面但电流方向与磁场方向不一定垂直答案D
2.多选把通有电流I、长度为L的直导线放在磁感应强度为B的匀强磁场中下列关于安培力大小的说法正确的是 A.可能为0B.一定为BILC.可能小于BILD.可能大于BIL解析导线与磁场方向平行时导线受到的安培力为0A对;当导线与磁场方向垂直时导线受到的安培力最大为BILC对B、D错答案AC
3.右图是“探究影响通电导体在磁场中受力因素”的实验示意图三块相同蹄形磁铁并列放置在水平桌面上导体棒用图中轻而柔软的细导线
1、
2、
3、4悬挂起来它们之中的任意两根与导体棒和电源构成回路认为导体棒所在位置附近为匀强磁场最初导线
1、4接在直流电源上电源没有在图中画出关于接通电源时可能出现的实验现象下列叙述正确的是 A.改变电流方向同时改变磁场方向导体棒摆动方向将会改变B.仅改变电流方向或者仅改变磁场方向导体棒摆动方向一定改变C.增大电流的同时改变接入导体棒上的细导线长度接通电源时导体棒摆动幅度一定增大D.仅拿掉中间的磁铁导体棒摆动幅度不变解析由F=BIL和左手定则可知仅改变电流方向或者仅改变磁场方向F的方向一定改变即导体棒摆动方向一定改变而两者同时改变时F方向不变则导体棒摆动方向不变故B正确A错误;当I增大但L减小时F大小不一定改变C错误;仅拿掉中间的磁铁意味着导体棒受力长度减小则F应减小则导体棒摆动幅度一定改变D错误答案B
4.在赤道上空有一条沿东西方向水平架设的导线当导线中的自由电子自西向东沿导线做定向移动时导线受到地磁场的作用力的方向为 A.向北B.向南C.向上D.向下解析导线中的自由电子自西向东沿导线定向移动时形成的电流自东向西赤道上空地磁场方向由南水平指向北由左手定则可判断导线受到的安培力方向向下故D正确答案D
5.下图为某同学设计的研究磁场对通电金属棒作用的实验装置当闭合开关时有电流通过金属棒观察到金属棒向左运动则下列说法正确的是 A.此时通过金属棒的电流是由电源经b流向aB.若调换U形磁铁的磁极则金属棒仍向左运动C.若调换流经金属棒的电流方向则金属棒仍向左运动D.若同时调换U形磁铁的磁极和流经金属棒的电流方向则金属棒仍向左运动答案D
6.如图所示导线框中电流为I导线框垂直于磁场放置磁感应强度为BAK与CD相距为d则MN所受安培力大小 A.F=BIdB.F=BIdsinθC.F=D.F=BIdcosθ解析题中磁场和电流垂直θ角仅是导线框与金属杆MN间夹角不是电流与磁场的夹角答案C
7.如图所示长为2l的直导线折成边长相等、夹角为60°的V形并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中磁感应强度为B当在该导线中通以大小为I的电流时该V形通电导线受到的安培力大小为 A.0B.
0.5BIlC.BIlD.2BIl解析V形通电导线的等效长度为图中虚线部分所以F=BIl故选C答案C
8.多选如图所示纸面内的金属圆环中通有电流I圆环圆心为O、半径为RP、Q为圆环上两点且OP垂直于OQ磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直于纸面向里则 A.整个圆环受到的安培力大小为2πBIRB.整个圆环受到的安培力大小为0C.圆弧PQ受到的安培力大小为BIRD.圆弧PQ受到的安培力大小为BIR解析根据左手定则可知整个圆环关于圆心对称的两部分受到的安培力等大反向受到的合力为0选项A错B对;圆弧PQ受到的安培力大小等于直线段PQ受到的安培力大小为BIR选项C错D对答案BD能力提升
1.如图所示一段导线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 A.方向沿纸面向上大小为+1ILBB.方向沿纸面向上大小为-1ILBC.方向沿纸面向下大小为+1ILBD.方向沿纸面向下大小为-1ILB解析将导线分为三段直导线根据左手定则分别判断出各段所受安培力的方向根据F=ILB计算出安培力的大小再求合力导线所受合力F合=ILB+2BILsin45°=+1ILB方向沿纸面向上答案A
2.在xOy水平面中有一通电直导线与y轴平行导线中电流方向如图所示该区域有匀强磁场通电导线所受磁场力的方向与Oz轴正方向相同该磁场的磁感应强度的方向是 A.沿x轴负方向且一定沿x轴负方向B.一定沿y轴负方向C.可能沿z轴正方向D.可能沿x轴负方向答案D
3.如图所示电磁炮是由电源、金属轨道、炮弹和电磁铁组成当电源接通后磁场对流过炮弹的电流产生力的作用使炮弹获得极大的发射速度下列各俯视图中正确表示磁场B方向的是 解析由左手定则可知图A示磁感应强度方向使炮弹受到的安培力向后图B示磁感应强度方向使炮弹受到的安培力向前图C示磁感应强度方向使炮弹受到的安培力为零图D示磁感应强度方向使炮弹受的安培力为零只有B符合实际答案B
4.如图所示D为置于电磁铁两极间的一段通电直导线电流方向垂直于纸面向里在开关S闭合后导线D所受磁场力的方向是 A.向上B.向下C.向左D.向右解析由右手螺旋定则软铁芯在导线处的磁场方向向左由左手定则导线D受到的磁场力方向向上选项A正确答案A
5.物理老师在课上做了一个“旋转的液体”实验实验装置如图所示:装有导电液的玻璃器皿放在上端为S极的蹄形磁铁的磁场中器皿中心的圆柱形电极与电源负极相连内壁边缘的圆环形电极与电源正极相连接通电源后液体旋转起来关于这个实验以下说法正确的是 A.液体中电流由边缘流向中心:从上往下俯视液体逆时针旋转B.液体中电流由边缘流向中心:从上往下俯视液体顺时针旋转C.液体中电流由中心流向边缘:从上往下俯视液体逆时针旋转D.液体中电流由中心流向边缘:从上往下俯视液体顺时针旋转答案A
6.如图所示三根通电长直导线P、Q、R互相平行且通过正三角形的三个顶点三条导线中通入的电流大小相等方向垂直纸面向里;通过直导线产生磁场的磁感应强度B=I为通电导线的电流大小r为距通电导线的垂直距离k为常量;则通电导线R受到的磁场力的方向是 A.垂直R指向y轴负方向B.垂直R指向y轴正方向C.垂直R指向x轴正方向D.垂直R指向x轴负方向答案A
7.如图甲是磁电式电流表的结构示意图蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布如图乙所示边长为L的正方形线圈中通以电流I线圈中的某一条a导线电流方向垂直纸面向外b导线电流方向垂直纸面向里a、b两条导线所在处的磁感应强度大小均为B则 A.该磁场是匀强磁场B.该线圈的磁通量为BL2C.a导线受到的安培力方向向下D.b导线受到的安培力大小为BIL解析该磁场明显不是匀强磁场匀强磁场应该是一系列平行的磁感线方向相同故A错误;线圈与磁感线平行故磁通量为零故B错误;a导线电流向外磁场向右根据左手定则安培力向上故C错误;导线b始终与磁感线垂直故受到的安培力大小一直为ILB故D正确答案D
8.在磁场中的同一位置先后引入长度相等的直导线a和ba、b导线的方向均与磁场方向垂直但两导线中的电流不同因此所受到的力也不相同下面的四幅图象表示的是导线所受到的力F与通过导线的电流I的关系a、b各自有一组F、I的数据在图象中各描出一个点其中正确的是 解析两条相同的导线通入不同的电流先后放在磁场中的同一点并且电流方向都与磁场方向垂直由于磁场方向是不变的故导线所在处的磁感应强度B是确定的根据磁感应强度的定义式B=可知当L确定时F∝I则F-I图象应是一条过原点的直线故C对答案C。