1、【金版教程】2016 年高中物理 3.4 通电导线在磁场中受到的力课时精炼 新人教版选修 3-112014课标全国卷关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是( )A. 安培力的方向可以不垂直于直导线B. 安培力的方向总是垂直于磁场的方向C. 安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关D. 将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半答案：B解析：由左手定则可知，安培力的方向一定与磁场方向和直导线垂直，选项 A 错、B正确；安培力的大小 F BILsin 与直导线和磁场方向的夹角有关，选项 C 错误；将直导线从中点折成直角，假设原来直导线与磁场方向垂直，若折成直角后一
2、段与磁场仍垂直，另一段与磁场平行，则安培力的大小变为原来的一半，若折成直角后，两段都与磁场垂直，则安培力的大小变为原来的 ，因此安培力大小不一定是原来的一半，选项 D 错误。222. 如图所示，把轻质导电线圈用绝缘细线悬挂在磁铁 N 极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面，当线圈内通入如图方向的电流后，则线圈( )A. 向左运动 B. 向右运动C. 静止不动 D. 无法确定答案：A解析：解法一：等效法。把通电线圈等效成小磁针。由安培定则，线圈等效成小磁针后，左端是 S 极，右端是 N 极，异名磁极相吸引，线圈向左运动。解法二：电流元法。如图所示，取其中的上、下两小段分析，根据其中心对
3、称性线圈所受安培力的合力水平向左，故线圈向左运动。3. 如图所示，台秤上放一光滑平板，其左端固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时台秤的示数为 FN1。现在磁铁上方中心偏右位置固定一通电导线，当通以如图所示电流后，台秤的示数为 FN2，则下列说法中正确的是( )A. FN1FN2，弹簧长度将变长B. FN1FN2，弹簧长度将变短C. FN1FN2，弹簧长度将变长D. FN1FN2，弹簧长度将变短答案：A解析：根据左手定则可以判定导线受到的安培力的方向左偏下，由牛顿第三定律可知，磁铁受到电流的反作用力的方向右偏上，电流对磁铁作用力的竖直分力使磁铁对台秤的压力减小，水平分力使弹簧弹
4、力增大，弹簧长度增大，故选项 A 正确。4. 有一个轻质柔软的金属弹簧，全长为 l0，如图所示。当通入电流 I 后，弹簧的长度为 l，则 l 与 l0的关系为( )A. l l0 B. l l0C. l l0 D. 无法判断答案：B解析：本题考查通电导线间的相互作用规律，可有两种思路解答本题。一是据直导线间的相互作用规律判断：相邻导线间的电流方向相同，故应该相互吸引，从而会使弹簧的总长度 l 变短， ll0。二是应用等效法：环形电流等效成取向一致的小磁针，等效法的思想如图所示：据磁极间的相互作用规律判断出导线环间都应相互吸引，从而有 ll0。5. 如图所示，导线框中电流为 I，导线框垂直于磁场
5、放置，磁感应强度为 B， AB 与 CD相距为 d，则 MN 所受安培力大小为( )A. F IBdB. F IBdsinC. FIBdsinD. F IBdcos答案：C解析： MN 与磁场方向垂直，并且 MN 的长度为 ，所以 F ILB 。dsin IBdsin6. 2015温州高二检测如图所示，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线水平吊起通电直导线 A。 A 与螺线管垂直， A 导线中电流的方向垂直于纸面向里，电键 S 闭合后， 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. 竖直向上答案：C解析：由安培定则判定通电螺线
6、管上方磁场方向水平向右，再由左手定则判定通电直导线所受安培力的方向是竖直向下，C 对。7. 直导线 AB 与圆线圈的平面垂直且隔有一小段距离，直导线固定，线圈可以自由运动。当通有如图所示的电流时(同时通电)，从左向右看，线圈将( )A. 顺时针转动，同时靠近直导线 ABB. 顺时针转动，同时离开直导线 ABC. 逆时针转动，同时靠近直导线 ABD. 不动答案：C解析：先用安培定则判断出导线 AB 右侧的磁场方向向里，因此，线圈内侧受力向下，外侧受力向上，从左向右看应逆时针方向转动；在转动过程中， AB 与线圈左侧吸引，与线圈右侧排斥，由于线圈左侧离 AB 较近，则引力大于斥力，所以线圈靠近导线
7、 AB。故选项C 正确。8. 2012海南高考(多选)图中装置可演示磁场对通电导线的作用、电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨， L 是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆。当电磁铁线圈两端 a、 b，导轨两端 e、 f，分别接到两个不同的直流电源上时， L 便在导轨上滑动。下列说法正确的是( )A. 若 a 接正极， b 接负极， e 接正极， f 接负极，则 L 向右滑动B. 若 a 接正极， b 接负极， e 接负极， f 接正极，则 L 向右滑动C. 若 a 接负极， b 接正极， e 接正极， f 接负极，则 L 向左滑动D. 若 a 接负极， b 接正极， e 接负极，
8、f 接正极，则 L 向左滑动答案：BD解析：若 a 接正极， b 接负极，则根据安培定则可知线圈之间产生向上的磁场， e 接正极， f 接负极， L 中将通有向外的电流，根据左手定则可知 L 向左运动，A 错；若 a 接正极，b 接负极，则根据安培定则可知线圈之间产生向上的磁场， e 接负极， f 接正极， L 中将通有向里的电流，根据左手定则可知 L 向右运动，B 正确；若 a 接负极， b 接正极，则根据安培定则可知线圈之间产生向下的磁场， e 接正极， f 接负极， L 中将通有向外的电流，根据左手定则可知 L 向右运动，C 错；若 a 接负极， b 接正极，则根据安培定则可知线圈之间产
9、生向下的磁场， e 接负极， f 接正极， L 中将通有向里的电流，根据左手定则可知 L 向左运动，D 正确。9. 如图所示，两根垂直纸面、平行且固定放置的直导线 M 和 N，通有同向等值电流；沿纸面与直导线 M、 N 等距放置另一根可自由移动的通电导线 ab，则通电导线 ab 在安培力作用下运动的情况是( )A. 沿纸面逆时针转动B. 沿纸面顺时针转动C. a 端转向纸外， b 端转向纸里D. a 端转向纸里， b 端转向纸外答案：D解析：根据长直导线周围磁场的分布规律和矢量合成法则，可以判断两电流 M、 N 连线上方处磁场方向水平向右， ab 上半段所受安培力垂直于纸面向里，两电流 M、
10、N 连线下方处磁场方向水平向左， ab 下半段所受安培力垂直于纸面向外，所以 a 端转向纸里， b 端转向纸外，选项 D 正确。10. 2014日照期末(多选)如图所示，质量为 m、长为 L 的直导线用两绝缘细线悬挂于 O、 O之间，导线水平并处于匀强磁场中，当导线中通以沿 x 轴正方向的电流 I，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为 ，则磁感应强度方向和大小可能为( )A. 沿 y 轴正向， B. 沿 z 轴负向，mgIL mgtanILC. 沿 z 轴正向， D. 沿悬线向上，mgtanIL mgsinIL答案：AB解析：当磁感应强度方向沿 y 轴正向并且细线拉力为零时， BIL mg，
11、 B ，选项 AmgIL正确；当磁感应强度方向沿 z 轴负向时，由共点力的平衡条件可知， BIL mgtan ， B，选项 B 正确；当磁感应强度方向沿 z 正向或沿悬线向上时，导线不可能平衡，选mgtanIL项 C、D 错误。11. 如图所示的两条长直导线 AB 和 CD 相互垂直，其中 AB 固定， CD 可以以其中心为轴自由转动或平动，彼此相隔一段很小的距离，当分别通以图示方向的电流 I 时， CD 的运动情况是( )A. 顺时针方向转动、同时靠近导线 ABB. 顺时针方向转动、同时离开导线 ABC. 逆时针方向转动、同时靠近导线 ABD. 逆时针方向转动、同时离开导线 AB答案：C解析
12、：导线 AB 左边的磁场方向向外，右边的磁场方向向里，所以导线 CD 左侧所受安培力方向向下，右侧所受安培力方向向上， CD 将逆时针转动，当转动 90时， CD 与 AB 为平行同向电流，相互吸引，故选项 C 正确。12. 2015孝感高二检测如图所示，在倾角为 37的光滑斜面上有一根长为 0.4 m，质量为 6102 kg 的通电直导线，电流 I1 A，方向垂直纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动，整个装置处在磁感应强度每秒增加 0.4 T，方向竖直向上的磁场中，设 t0， B0，则需要多长时间斜面对导线的支持力为零？(sin370.6，cos370.8, g 取 10 m/s2)答案：5 s解析：斜面对导线的支持力为零即导线恰要离开斜面时，受力情况如图。由平衡条件，得： F mg/tan37，而 F ILB，B0.4 t代入数据解得： t5 s。
