磁场对通电导线的作用 投稿:卢锇锈

第三章 第四节 1.关于磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间的关系,正确的说法是( ) A.磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间总是互相垂直的 B.磁场方向一定与安培力方向垂直,但电流方向不一定与安培力方向垂直 C.磁场方向不一定与安培力方向垂直…

xxxXXXXX学校XXXX年学年度第二学期第二次月考 XXX年级xx班级 姓名:_______________班级:_______________考号:_______________ 一、选择题 (每空? 分,共? 分) 1、如图所示,长为2l的直…

演示实验《磁场对通电导线的作用》设计 【实验目的】通过《磁场对通电导线的作用》锻炼学生观察和分析问题的能力,在现象中发现问题、分析问题、解决问题。 【设计意图】通过此演示实验让学生知道电动机的工作原理,通电导体在磁场中受力的影响因素。整个实验演示时,…

第三章 第四节

1.关于磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间的关系,正确的说法是( ) A.磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间总是互相垂直的

B.磁场方向一定与安培力方向垂直,但电流方向不一定与安培力方向垂直 C.磁场方向不一定与安培力方向垂直,但电流方向一定与安培力方向垂直

D.磁场方向不一定与电流方向垂直,但安培力方向一定既与磁场方向垂直,又与电流方向垂直

答案:D

解析:电流放入磁场中,不管电流与磁场是否垂直,安培力均垂直磁场和电流所确定的平面,即安培力总是垂直磁场方向,安培力总是垂直电流方向.

2.(2009·汕头模拟)如图所示,用两根相同的细绳水平悬挂一段均匀载流直导线MN,电流I方向从M到N,绳子的拉力均为F.为使F=0,可能达到要求的方法是 (

)

A.加水平向右的磁场 B.加水平向左的磁场 C.加垂直纸面向里的磁场 D.加垂直纸面向外的磁场 答案:C

解析:为使F=0,则F安必竖直向上且F安=mg,由左手定则可判定磁场一定是垂直纸面向里,故选项C正确.

3.一段通电导线平行于磁场方向放入匀强磁场中,导线上的电流方向由左向右,如图所示.在导线以其中心点为轴转动90°的过程中,导线受到的安培力

(

)

A.大小不变,方向不变

B.由零增大到最大,方向时刻变 C.由最大减小到零,方向不变 D.由零增大到最大,方向不变 答案:D

解析:导线转动前,电流方向与磁场方向平行,导体不受安培力;当导体转过一个小角度后,电流与磁场不再平行,导体受到安培力的作用;当导体转过90°时,电流与磁场垂直,此时导体所受安培力最大.根据左手定则判断知,力的方向始终不变.选项D正确.

4.已知质量为m的通电细杆ab与导轨间的摩擦系数为μ,有电流时,ab恰好在导轨上静止,如图所示,下图是它的四个侧视图四种可能的匀强磁场方向,其中能使杆ab与导轨之间摩擦力为零的图是

(

)

答案:AB

解析:用左手定则判断各图中导电细杆的受力方向,再判断通电细杆所受的合力. 5.如图所示,接通开关时,观察到金属棒动起来这说明________,断开开关后,将滑动变阻器的滑动片向左滑动一段距离后,再接通开关时你观察到________;这种现象说明________.

答案:通电导线在磁场中受到力的作用;金属棒摆动的角度更大些;电流越强,导线受到的安培力越大

6.如图所示,两平行光滑导轨相距为20cm,金属棒MN的质量为10g,电阻R=8Ω,匀强磁场的磁感应强度B=0.8T,方向竖直向下,电源电动势E=10V,内阻r=1Ω,当电键K闭合时,MN恰好平衡,求变阻器R1的取值为多少?设θ=45°.

答案:7Ω

解析:先根据左手定则判定安培力的方向,然后根据平衡条件列方程,再利用安培力公式以及闭合电路欧姆定律进行求解.

金属棒平衡时的平面受力图,如图2所示. 当MN平衡时,有mgsinθ-BILcosθ=0①

E

R+R1+r

由①、②式联立并代入数据,得R1=7Ω

.

由全电路欧姆定律,得I=

7.地球是个大磁体,在赤道上,地磁场可以看成是沿南北方向的匀强磁场.如果赤道

-4

某处的磁感应强度大小为0.5×10T,在赤道上有一根东西方向的直导线,长为20m,载有从东往西的电流30A.则地磁场对这根导线的作用力有多大?方向如何?

-2

答案:3.0×10N;方向垂直指向地面.

-4

解析:地磁场的磁感应强度为0.5×10T,方向由南向北;导线垂直于地磁场放置,长度为20m,载有电流30A,则其所受安培力

F=BIL=0.5×10-4×30×20N=3.0×10-2N

根据左手定则可以判断导线所受安培力的方向垂直指向地面.

1.如图所示,在蹄形磁铁的上方,放置一个可以自由运动的通电线圈abcd,最初线圈平面与蹄形磁铁处于同一竖直面内.则通电线圈的运动情况是 (

)

A.ab边转向纸外,cd边转向纸里,同时向下运动 B.ab边转向纸外,cd边转向纸里,同时向上运动 C.ab边转向纸里,cd边转向纸外,同时向下运动 D.ab边转向纸里,cd边转向纸外,同时向上运动 答案:C

解析:先画出蹄形磁铁磁极附近的磁感线,如图所示(这是先决条件

)

ab边处在水平方向的磁场分量,根据左手定则,ab边受的安培力指向纸里;cd边处也有水平方向的磁场分量,cd边受的安培力指向纸外.bc边和da边的合力为零.整个线圈发生ab向里、cd向外的转动.

当线圈由图示位置到转过90°的过程中,根据左手定则,da边受到的安培力向下,bc边受到的安培力向上,由于da处磁场较强,所以da边受到向下的安培力大于bc边受到向上的安培力,合力向下.

综合以上分析,选项C正确.

2.在稀硫酸溶液中有一浮子,它的上部是一轻金属环,下部是分开的铜片和锌片.一开始金属环如图示放置,松开浮子后,则

(

)

A.浮子一直保持静止不动 B.浮子将不停地转动

C.浮子将转过90°后再保持静止 D.浮子将转过180°后再保持静止 答案:A

解析:该装置为一化学电池,铜片为电池正极.弯曲金属环中电流由铜片流向锌片.图示位置电流环平面与地磁场方向垂直,受磁力矩为零.所以浮子不会转动.利用等效方法将环形电流看成小条形磁铁,其N极指向与地磁场此处磁感线方向相同,电流环不会转动.在此位置处金属环属于稳定平衡态.

3.(2009·淮安高二检测)一条形磁铁放在水平桌面上,在它的上方靠S极一侧吊挂一根与它垂直的导体棒,图中只画出此棒的横截面图,并标出此棒中的电流是流向纸内的,在通电的一瞬间可能产生的情况是

(

)

A.磁铁对桌面的压力减小 B.磁铁对桌面的压力增大 C.磁铁受到向右的摩擦力 D.磁铁受到向左的摩擦力 答案:AD 解析:由左手定则可判知导体棒受到磁铁给它斜向左下方的安培力,根据牛顿第三定律得到磁铁受到斜向右上方的作用力,所以A、D选项正确.

4.(2009·黄冈模拟)如图所示,两根无限长的平行导线a和b水平放置,两导线中通以方向相反、大小不等的恒定电流,且Ia>Ib.当加一个垂直于a、b所在平面的匀强磁场B时;导线a恰好不再受安培力的作用.则与加磁场B以前相比较

(

)#

A.b也恰好不再受安培力的作用

B.b受的安培力小于原来安培力的2倍,方向竖直向上 C.b受的安培力等于原来安培力的2倍,方向竖直向下 D.b受的安培力小于原来安培力的大小,方向竖直向下 答案:D

解析:当a不受安培力时,Ib产生的磁场与所加磁场在a处叠加后的磁感应强度为零,此时判断所加磁场垂直纸面向外,因Ia>Ib,所以在b处叠加后的磁场垂直纸面向里,b受安培力向下,且比原来小.故选项D正确.

5.在倾角为30°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,一匀强磁场垂直于斜面向下,如图所示,当导体棒内通有垂直纸面向里的电流I时,导体棒恰好静止在斜面上,则磁感应强度的大小为B=

________.

答案:2IL

解析:通电导体棒受三个力:重力、弹力和安培力.其中安培力沿斜面向上,与导体棒重力沿斜面向下的分力平衡,故有:BIL=mgsin30°,所以B=2IL

6.如图所示,一根长为L的细铝棒用两个劲度系数为k的弹簧水平地悬吊在匀强磁场中,磁场方向垂直于纸面向里,当棒中通以向右的电流I时,弹簧缩短Δy;若通以向左的电流,也是大小等于I时,弹簧伸长Δy,则磁感应强度B为________.

mg

mg

答案:2kΔy/IL

解析:通以向右的电流时,铝棒受安培力向上;弹簧原拉伸形变的大小发生改变,变化

量为Δy,由铝棒平衡可知:弹簧弹力大小的变化量等于安培力,即2·kΔy=BIL.同理,在通以向左的电流时,铝棒在原来没通电时受力平衡的基础上,弹力的改变量等于安培力,即2kΔy=BIL.所以B=2kΔy/IL.

7.(思维拓展题)在生物学中,我们已经知道有生物电流存在,由于电和磁是紧密联系的,因此生物也应有磁性和磁场.1963年美国两位科学家第一次测出心脏有规律的磁场变化.1970年一位教授用超导量子干涉式磁强计描出了清晰的心磁图,它与心电图十分相似.大家知道电流有磁效应,当生命物质发生离子的迁移或电荷的转移时,形成生物电流的同时,相伴产生了生物磁场.假如肌体有如图所示的生物电流在流动,当外界磁体靠近这部分肌体时,此电流的流动范围将如何变化?

答案:扩大

解析:根据左手定则可确定,生物电流受到由中心指向外的作用力,因此电流流动的范围将扩大.

-2

8.如图所示,在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4m,质量为6×10kg的通电直导线,电流I=1A,方向垂直纸面向外,导线用平行于斜面的轻绳拴住不动,整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4T,方向竖直向上的磁场中,设t=0,B=0,则需要多长时间斜

2

面对导线的支持力为零?(g取10m/s)

答案:5s

解析:斜面对导线的支持力为零时导线的受力如图所示.

由平衡条件 FTcos37°=F① FTsin37°=mg②

由①②解得:F=tan37°

代入数值得:F=0.8N 由F=BIL得:

F0.8BT=2T. IL1×0.4

B与t的变化关系为B=0.4t. 所以:t=5s

mg

第三章 第四节 1.关于磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间的关系,正确的说法是( ) A.磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间总是互相垂直的 B.磁场方向一定与安培力方向垂直,但电流方向不一定与安培力方向垂直 C.磁场方向不一定与安培力方向垂直…

第三章 第四节 1.关于磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间的关系,正确的说法是( ) A.磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间总是互相垂直的 B.磁场方向一定与安培力方向垂直,但电流方向不一定与安培力方向垂直 C.磁场方向不一定与安培力方向垂直…

第三章 第四节 1.关于磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间的关系,正确的说法是( ) A.磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间总是互相垂直的 B.磁场方向一定与安培力方向垂直,但电流方向不一定与安培力方向垂直 C.磁场方向不一定与安培力方向垂直…

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