1、第三章 第 4 节 通电导线在磁场中受到的力课后强化演练一、选择题1(2015江苏盐城中学期中)在赤道上，地磁场可以看作是沿南北方向并且与地面平行的匀强磁场，磁感应强度是 5105 T如果赤道上有一条沿东西方向的直导线，长 40 m，载有 20 A 的电流，地磁场对这根导线的作用力大小是( )A410 2 N B2.510 2 NC910 2 N D410 3 N解析：根据安培力公式得 F BIL，代入数据解得 F410 2 N，A 选项正确答案：A2一根容易形变的弹性导线，两端固定导线中通有电流，方向如图中箭头所示当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外
2、的匀强磁场时，描述导线状态的四个图中正确的是( )解析：A 图中导线中电流方向与磁场方向平行，不受力，故它不会弯曲，A 错B 图中导线受到垂直纸面向里的安培力，它不会向右弯曲，B 错C、D 中导线受到水平向右的安培力，导线不会向左弯曲，C 错，D 对答案：D3(2014汕头模拟)如图，是磁电式电流表的结构，蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐向分布，线圈中 a、 b 两条导线长均为 l，通以图示方向的电流 I，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线圈平面总与磁场方向垂直C线圈将逆时针方向转动 D a、 b 导线受到的安培力大小总为IlB解析：该磁场是辐向均匀分布的
3、，不是匀强磁场，A 选项错误；线圈平面总与磁场方向平行，B 选项错误；根据左手定则可知，线圈 a 导线受到向上的安培力， b 导线受到向下的安培力，线圈顺时针方向转动，C 选项错误； a、 b 导线始终与磁场垂直，受到安培力大小总为 BIl，D 选项正确答案：D4如图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线 A， A 与螺线管垂直， A 导线中的电流方向垂直纸面向里，开关 S 闭合， A 受到通电螺线管磁场的作用力的方向是( )A水平向左 B水平向右C竖直向下 D竖直向上解析：先用安培定则判断螺线管的磁场方向，在 A 点导线处的磁场方向是水平向左的；再用左
4、手定则判断出导线 A 受到的安培力竖直向上故选 D答案：D5(2015龙岩市武平一中模拟)根据磁场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，其原理如图所示：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，并以某一速度发射出去现要提高电磁炮的发射速度，你认为下列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解析：要提高电磁炮的发射速度，在加速距离不变的情况下，需要增大安培力，根据安培力公式 F BIL
5、，可以增加磁感应强度 B、增加电流 I，故 A、B 选项正确，C 选项错误；磁感应强度 B 的方向与炮弹前进方向平行时，安培力减小为零，D 选项错误答案：AB6(2014湖北模拟)如图所示，两平行导轨 ab、 cd 竖直放置在匀强磁场中，匀强磁场方向竖直向上，将一根金属棒 PQ 放在导轨上使其水平且始终与导轨保持良好接触现在金属棒 PQ 中通以变化的电流 I，同时释放金属棒 PQ 使其运动已知电流 I 随时间变化的关系为 I kt(k 为常数， k0)，金属棒与导轨间存在摩擦则下面关于棒的速度 v、加速度 a 随时间变化的关系图象中，可能正确的有( )解析：水平方向金属棒受到安培力和导轨对棒的
6、弹力， FN BIL kBLt，竖直方向上金属棒受到重力和摩擦力作用， mg FN ma，联立解得， mg kBLt ma，加速度随时间减小，呈线性变化，当加速度等于零以后，方向反向， kBLt mg ma，加速度随时间增大，A 选项正确，B 选项错误；金属棒先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动，C 选项错误，D 选项正确答案：AD二、非选择题7如图所示，一根长度为 L、质量为 m 的导线 AB，用软导线悬挂在方向水平的磁感应强度为 B 的匀强磁场中，现要使悬线张力为零，则 AB 导线通电方向怎样？电流大小是多少？解析：要使悬线张力为零， AB 导线受到的磁场力必须是向上，由左手
7、定则可判断出电流方向是由 A 到 B，设悬线张力刚好为零，由二力平衡得 ILB mg，所以 I mg/LB答案：电流方向是由 A 到 B I mg/LB8如图所示， MN、 PQ 为水平放置的金属导轨，直导线 ab 与导轨垂直放置，导轨间距 L10 cm，其电阻为 0.4 ，导轨所在区域处在匀强磁场中，磁场方向竖直向下，磁感应强度 B0.2 T电池电动势 E1.5 V，内电阻 r0.18 ，电阻R1.6 ，开关 S 接通后直导线 ab 仍静止不动求直导线 ab 所受的摩擦力的大小和方向解析：导线处于平衡状态，受力分析如图所示当开关闭合时，电阻 R 与导线 ab 并联R 并 0.32 RRabR Rab 1.60.41.6 0.4ab 两端的电压为U IR 并 R 并 0.32 V0.96 VER并 r 1.50.32 0.18通过 ab 的电流为 Iab U/Rab2.4 A导线 ab 所受的安培力 F 为F BIabL0.22.40.1 N0.048 N由平衡条件可得 Ff F0.048 N所以导线所受的摩擦力大小为 0.048 N，方向水平向左答案：0.048 N 方向水平向左
