1、2.磁场对通电导线的作用安培力基础巩固1(多选)磁场对直线电流的作用如下图所示,其中正确的是( )答案 AD2 如图所示,一根长直导线穿过载有恒定电流的金属环的中心且垂直于环面,导线和金属环中的电流如图所示,那么金属环所受安培力( )A.沿圆环半径向里 B.等于零C.沿圆环半径向外 D.水平向左解析 根据安培定则可知,直导线在金属环处产生的磁场与金属环中电流平行,故金属环不受安培力,选项 B 正确.答案 B3 如图所示,线框 abcd 在竖直面内,可以绕固定的 OO轴转动.现通以 abcda 方向的电流,要使它受到磁场力后,ab 边向纸外、cd 边向纸里转动,则所加的磁场方向可能是( )A.垂
2、直纸面向外B.竖直向上C.竖直向下D.在 OO上方垂直纸面向里,在 OO下方垂直纸面向外解析 根据左手定则,要使它受到磁场力后,ab 边向纸外、cd 边向纸里转动,所加的磁场方向可能是竖直向上,选项 B 正确.答案 B4 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.无法确定解析 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.答案 A5 关于垂直于磁场方向的通电直导线所受磁场作用力的方
3、向,正确的说法是( )A.跟磁场方向垂直,跟电流方向平行B.跟电流方向垂直,跟磁场方向平行C.既跟磁场方向垂直,又跟电流方向垂直D.既不跟磁场方向垂直,也不跟电流方向垂直解析 安培力的方向垂直于磁场方向和电流方向所决定的平面,既跟磁场方向垂直,也跟电流方向垂直,故选 C.答案 C6 如图所示表示放在磁场里的通电直导线,直导线与磁场方向垂直,图中分别标出了电流、磁场和安培力这三个量中的两个的方向,试标出第三个量的方向.(注:一般用“ ”表示电流垂直纸面向里,用“”表示电流垂直纸面向外)解析 注意安培定则与左手定则的区分,通电导体在磁场中受力的判断用左手定则,本题的三种情况下均让磁感线垂直穿过手掌
4、心.答案 如图所示7 把一根通电的硬直导线 ab 放在磁场中,导线所在区域的磁感线呈弧形,如图所示.导线可以在空中自由移动和转动.导线中的电流方向由 a 向 b.(1)请描述导线的运动情况.(2)虚线框内有产生以上弧形磁感线的磁场源,它可能是条形磁铁、蹄形磁铁、通电螺线管、直线电流.请你分别按每种可能考虑,大致画出它们的安放方式.解析 (1)通电导线 a 端、b 端分别受到的安培力为垂直于纸面向外和垂直于纸面向里 ,导线会转动,当转过 90时,电流方向垂直于纸面向里(仍由 a 流向 b),导线受到的安培力向下,故导线会向下运动.所以导线转动并下移.(2)如图所示的甲、乙、丙、丁四个图分别表示虚
5、线框内的磁场源是条形磁铁、蹄形磁铁、通电螺线管和直线电流及其大致位置.答案 (1)导线转动并下移 (2)见解析能力提升1 如图所示,两根平行放置的长直导线 a 和 b 载有大小相等、方向相反的电流.a 受到的磁场力大小为 F1.当加入一与导线所在平面垂直的磁场后,a 受到的磁场力大小变为 F2.则此时b 受到的磁场力大小变为( )A.F2 B.F1-F2C.F1+F2 D.2F1-F2解析如图所示,先对 a 进行受力分析.a 受到 b 导线产生的磁场的作用力 F1,方向向左.假设后加的磁场方向垂直纸面向外,则此磁场对 a 的作用力 F 方向向右,则 F2=|F1-F|.同理 Fb=|F1-F|
6、,F1为 a 产生的磁场对 b 的作用力,F为后加磁场对 b 的作用力,F 1=F1,F=F.故 Fb=F2.答案 A2(多选)如图所示,直导体棒放在倾斜的导轨上,当导体棒通以垂直于纸面向里的电流时,恰能在导轨上静止.下列情况中,棒与导轨间的摩擦力可能为零的是( )解析 选项 A 中导体棒所受安培力竖直向上 ,选项 C 中导体棒受安培力水平向右,这两种情况,如果没有摩擦力,导体棒都可以静止在导轨上,选项 B 中安培力垂直斜面向下,选项 D 中安培力竖直向下,这两种情况如果没有摩擦力,导体棒均不能静止,故选项 A、C 正确.答案 AC3(多选)通电矩形线框 abcd 与长直通电导线 MN 在同一
7、平面内,如图所示,ab 边与 MN 平行.关于 MN 的磁场对线框的作用力,下列说法正确的是( )A.线框有两条边所受的安培力方向相同B.线框有两条边所受的安培力大小相等C.线框所受的安培力的合力方向向左D.线框所受的安培力的合力方向向右解析 由安培定则可知导线 MN 在线框处所产生的磁场方向垂直于纸面向外,再由左手定则判断出 bc 边和 ad 边所受安培力大小相等、方向相反.ab 边受到向右的安培力 Fab,cd 边受到向左的安培力 Fcd.因 ab 处的磁场强,cd 处的磁场弱,故 FabFcd,线框所受合力方向向右.答案 BD4如图所示,一条形磁铁放在水平桌面上,在磁铁右上方固定一根与磁
8、铁垂直的长直导线.当导线中通以由外向内的电流时磁铁仍然保持静止,则( )A.磁铁受到向左的摩擦力,对桌面的压力减小B.磁铁受到向右的摩擦力,对桌面的压力减小C.磁铁受到向左的摩擦力,对桌面的压力增大D.磁铁不受摩擦力,对桌面的压力不变解析由左手定则判断知磁铁对通电导线的作用力斜向左下方,根据牛顿第三定律,通电导线对磁铁的反作用力方向为斜向右上方,对磁铁受力分析,受力情况如图所示.由图知,磁铁受到向左的摩擦力,对桌面的压力大小为 FN,有 FN+F 安 sin =G,而导线中没有电流时 FN=G,可见选项 A 正确.答案 A5(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
9、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,f 接正极,则 L 向左滑动解析 若 a 接正极,b 接负极时,由安培定则可知,两磁极间的磁场方向竖直向上,当 e 接负极,f接正极时,由左手定则可判断 L 向右滑动,反之,当 e 接正极,f 接负极时,L 向左滑动,选项 A 错误,选项 B 正确;若 a 接负极,b 接正极时,两磁极间磁场的方向竖直向下 ,同理可知选项C 错误,选项 D 正确.答案 BD6 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竖直向上的作用力.请补画上螺线管中的绕线图.解析A 受到向上的安培力,由左手定则可知螺线管右端为磁体的北极;根据安培定则可以判定螺线管的绕线情况如图所示.答案 见解析图
