1、【 精品教育资源文库 】 66 磁场对通电导线的作用 方法点拨 (1)判断安培力的方向时，充分利用 F 安 B、 F 安 I； (2)受力分析时，要注意将立体图转化为平面图 1 (2017 福建大联考 )如图 1，在匀强磁场中，两根平行固定放置的长直导线 a 和 b 通有大小相等、方向相反的电流，匀强磁场方向与两根导线所在平面平行且垂直于两根导线，此时 a 受到的安培力大小为 F1.若撤去 b，保留匀强磁场，则 a 受到的安培力大小为 F2；若撤去匀强磁场，保留 b，则 a 受到的安培力大小为 ( ) 图 1 A F1 F2 B F1 F2 C. F12 F22 D. F12 F22 2 (
2、多选 )(2018 四川成都模拟 )如图 2 所示，纸面内 AB 两点之间连接有四段导线： ACB、ADB、 AEB、 AFB，四段导线的粗细相同、材料相同；匀强磁场垂直于纸面向内，现给 AB 两端加上恒定电压，则下列说法正确的是 ( ) 图 2 A四段导线受到的安培力的方向相同 B四段导线受到的安培力的大小相等 C ADB 段受到的安培力最大 D AEB 段受到的安培力最小 3 (2018 广东东 莞模拟 )如图 3 所示， A、 B、 C 是等边三角形的三个顶点， O 是 A、 B 连线的中点以 O 为坐标原点， A、 B 连线为 x 轴， O、 C 连线为 y 轴，建立坐标系过 A、 B
3、、 C、O 四个点各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等、方向向里的电流则过 C点的通电直导线所受安培力的方向为 ( ) 【 精品教育资源文库 】 图 3 A沿 y 轴正方向 B沿 y 轴负方向 C沿 x 轴正方向 D沿 x 轴负方向 4 (多选 )(2017 广东佛山高三教学质检一 )长 L、质量为 m 的导体棒 ab，被两轻质细线水平悬挂，静置于匀强磁场中；当 ab 中通过如图 4 所示的恒定电 流 I 时， ab 棒摆离原竖直面，在细线与竖直方向成 角的位置再次处于静止状态；已知 ab 棒始终与磁场方向垂直，则磁感应强度的大小可能是 ( ) 图 4 A.mgtan IL B.
4、mgsin IL C.mgsin 2IL D.2mgsin 3IL 5 (多选 )(2017 江西上饶一模 )某同学自制一电流表，其原理如图 5 所示，质量为 m 的均匀细金属杆 MN 与一竖直悬挂的绝缘轻弹簧相连，弹簧的劲度系数为 k，在矩形区域 abcd 内有 匀强磁场，磁感应强度大小为 B，方向垂直纸面向外 MN 的右端连接一绝缘轻指针，可指示出标尺上的刻度 MN 的长度大于 ab，当 MN 中没有电流通过且处于静止时， MN 与矩形区域的 ab 边重合，且指针指在标尺的零刻度；当 MN 中有电流时，指针示数可表示电流强度 MN始终在纸面内且保持水平，重力加速度为 g.以下说法正确的是
5、( ) 图 5 A当电流表的示数为零时，弹簧的伸长量为 x mgk 【 精品教育资源文库 】 B为使电流表正常工作，金属杆中电流的方向应从 N 指向 M C劲度系数 k 减小，此电流表量程会更小 D磁感应强度 B 减小，此电流表量程会更小 6 (多选 )如图 6 所示，在竖直向下的匀强磁场中有两根竖直放置的平行粗糙导轨 CD、 EF，导轨上放有一金属棒 MN.现从 t 0 时刻起，给棒通以图示方向的电流且电流强度与时间成正比，即 I kt，其中 k 为常量，金属棒与导轨始终垂直且接触良好下列关于棒的速度 v、加速度 a 随时间 t 变化的关系图象，可能正确的是 ( ) 图 6 7 (2017
6、 山东临沂一模 )如图 7 所示，质量为 m 的铜棒长为 L，棒的两端各与长为 a 的不可伸长的细线相连，静止悬挂在磁感应强度大小为 B、方向竖直向上的匀强磁场中当 棒中通过恒定电流后，铜棒向上摆动，最大偏角为 ，重力加速度 g 已知，则下列说法正确的是 ( ) 图 7 A铜棒摆动过程中，摆角为 2 时，棒受力平衡 B铜棒摆动过程中，安培力逐渐变小 C铜棒摆动过程中，机械能守恒 D根据题中所给条件可以求出棒中的电流 8 (多选 )(2017 广东肇庆第二次模拟 )如图 8 甲所示，电流恒定的通电直导线 MN，垂直平放在两条相互平行的水平光滑长导轨上，电流方向由 M 指向 N，在两轨间存在着竖直
7、磁场，取垂直纸面向里的方向为磁感应强度的正方向，当 t 0 时导线恰好静止 ，若 B 按如图乙所【 精品教育资源文库 】 示的余弦规律变化，下列说法正确的是 ( ) 图 8 A在最初的一个周期内，导线在导轨上往复运动 B在最初的一个周期内，导线一直向左运动 C在最初的半个周期内，导线的加速度先增大后减小 D在最初的半个周期内，导线的速度先增大后减小 9 (多选 )如图 9 所示为实验室电磁炮的模型图，在倾角 37 的绝缘斜面上固定两条不计电阻、宽 d 1 m 的平行金属导轨导轨处在垂直斜面向下 B 2 T 的匀强磁场中导轨下端接有电动势 E 24 V、内阻 r 1 的电源，滑动变阻器的阻值变
8、化范围为 0 10 ，允许通过的最大电流为 5 A导轨上放置一 (连同金属杆 PQ)质量 m 1 kg 的电磁炮，金属杆PQ 垂直两金属导轨放置，金属杆电阻 R0 2 ，与导轨间动摩擦因数为 0.2，设最大静摩擦力等 于滑动摩擦力闭合开关 S 使电磁炮在斜面上静止，则变阻器连入电路的阻值可能是 (取 g10 m/s2， sin 37 0.6)( ) 图 9 A 2 B 4 C 6 D 8 10 (2017 河北衡水中学七调 )利用如图 10 所示的实验装置可以测量磁感应强度 B 的大小用绝缘轻质丝线把底部长为 L、电阻为 R、质量 为 m 的 “U” 形线框固定在力敏传感器的挂钩上，并用轻质导
9、线连接线框与电源，导线的电阻忽略不计当有拉力 F 作用于力敏传感器的挂钩上时，拉力显示器可以直接显示力敏传感器所受的拉力当线框接入恒定电压为E1时，拉力显示器的示数为 F1；接入恒定电压为 E2时 (电流方向与电压为 E1时相反 )，拉力显示器的示数为 F2.已知 F1F2，则磁感应强度 B 的大小为 ( ) 【 精品教育资源文库 】 图 10 A B R?F1 F2?L?E1 E2?B B R?F1 F2?L?E1 E2?C B R?F1 F2?L?E2 E1?D B R?F1 F2?L?E1 E2?【 精品教育资源文库 】 答案精析 1 C 2 AC 导线的粗细相同、材料相同，由电阻定
10、律 R LS 可知：导线越长，电阻越大，由 I UR可知： ACB 导线中电流最小，而 ADB 导线中电流最大，四段导线的有效长度都相同，由 F BIL 可知， ADB 段导线受到的安培力最大，而 ACB 段导线受到的安培力最小，由左手定则可知，四段导线受到的安培力的方向均相同，故 A、 C 正确， B、 D 错误 3 B 由安培 定则可得： A、 B 处的通电导线在 C 处的合磁场水平向右， O 处的通电导线在C 处的磁场也是水平向右，故 A、 B、 O 处的三条通电导线在 C 处的合磁场方向水平向右再由左手定则可得： C 点的通电直导线所受安培力的方向竖直向下，沿着 y 轴的负方向，故 B
11、正确， A、 C、 D 错误 4 AB 5.AC 6.BD 7.D 8 AD 当 t 0 时，由左手定则可知， MN 受到向右的安培力，根据 F 安 BLI，由于 B 最大，故此时的安培力最大，则 MN 的加速度最大，随着时间的延长，磁感应强度 B 减小，故加速度减小，而 MN 的速度在增大，当 B 0 时，加速度 为 0，速度最大，当 B 反向时，安培力也会反向，则加速度也反向， MN 做减速运动，到半个周期时， MN 速度减小到 0，此时的加速度反向最大，然后 MN 再反向运动，到一个周期时 MN 又回到原出发的位置，故在最初的一个周期内，导线在导轨上往复运动，故选项 A 正确， B 错误
12、；在最初的半个周期内，导线的加速度先减小后反向增大，而其速度则是先增大后减小，故选项 C 错误， D 正确 9 BC 电磁炮静止在导轨上时受重力、支持力、安培力和摩擦力，其中摩擦力可能沿导轨向上，也可能沿导轨向下，由平衡条件可知： mgsin Ff IdB，又 Ff mg cos ，代入数 据并依据题意可得 2.2 A I3.8 A ，由闭合电路欧姆定律可知 I ER0 r R，解得 6319 R 8711 ，故选项 B、 C正确 10 B 线框接入恒定电压为 E1时，对线框受力分析得出： F1 mg BE1RL；当线框接入恒定电压为 E2时，对线框受力分析得出： F2 mg BE2RL，联立得： B R?F1 F2?L?E1 E2?，故 B 正确， A、 C、D 错误
