1.1 磁场对通电导线的作用力— 2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第二册习题（word 含答案）

1.1磁场对通电导线的作用力练习1
1． 画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向
2.（多选）关于通电导线在磁场中所受的安培力，下列说法正确的是 ( )
A.安培力的方向就是该处的磁场方向
B.安培力的方向一定垂直于磁感线和通电导线所在的平面
C.若通电导线所受的安培力为零.则该处的磁感应强度为零
D.对给定的通电导线在磁场中某处各种取向中，以导线垂直于磁场时所受的安培力最大
3. 一段通电的直导线平行于匀强磁场放入磁场中，如图所示导线上电流由左向右流过．当导线以左端点为轴在竖直平面内转过90０的过程中，导线所受的安培力 （ ）
A．大小不变，方向也不变
B．大小由零渐增大，方向随时改变
C．大小由零渐增大，方向不变
D．大小由最大渐减小到零，方向不变
4.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
5.为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的。在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是
(
西
东
I
西
东
I
西
东
I
西
东
I
)
A． B． C． D．
6.如图，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2，且I1>I2；a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点，且a、b、c与两导线共面；b点在两导线之间，b、d的连线与导线所在平面垂直。磁感应强度可能为零的点是
A．a点 B．b点 C．c点 D．d点
7.如图所示，有一根直导线上通以恒定电流I，方向垂直指向纸内，且和匀强磁场B垂直，则在图中圆周上，磁感应强度数值最大的点是 ( )
A.a点 B.b点 C.c点 D.d点
如图所示,水平直导线M、N中通以相反方向的电流,则导线M对N的作用力的方向为(　　)
垂直纸面向里
B.垂直纸面向外
C.平行纸面向上
D.平行纸面向下
9.如图所示,一根通电直导线放在磁感应强度B=1 T的匀强磁场中,在以导线为圆心,半径为r的圆周上有a、b、c、d四个点,若a点的实际磁感应强度为0,则下列说法中正确的是(　　)
A.直导线中电流方向是垂直纸面向里
B.c点的实际磁感应强度也为0
C.d点实际磁感应强度为2 T,方向斜向下,与B夹角为45°
D.以上均不正确
10.如图中甲、乙所示,在匀强磁场中,有两个通电线圈处于如图所示的位置,则(　　)
A.从上往下看,甲中的线圈顺时针转动
B.从上往下看,甲中的线圈逆时针转动
C.从上往下看,乙中的线圈顺时针转动
D.从上往下看,乙中的线圈逆时针转动
11.在匀强磁场中有粗细均匀的同种导线制成的等边三角形线框abc,磁场方向垂直于线框平面,a、c两点间接一直流电源,电流方向如图所示,则(　　)
A.导线ab受到的安培力大于导线ac所受的安培力
B.导线abc受到的安培力大于导线ac受到的安培力
C.线框受到的安培力的合力为零
D.线框受到的安培力的合力方向垂直于ac向下
（多选）12.磁场中某区域的磁感线如图所示,下列说法中正确的是(　　)
A.a、b两处的磁感应强度大小BaB.a、b两处的磁感应强度大小Ba>Bb
C.一通电直导线分别放在a、b两处,所受的安培力大小一定有FaD.一通电直导线分别放在a、b两处,所受的安培力大小可能有Fa>Fb
（多选）13.一根通有电流I的直铜棒用悬线挂在如图所示的匀强磁场中，此时悬线中的张力大于零而小于铜棒的重力．欲使悬线中张力为零，可采用的方法有(　　)
A．适当增大电流，方向不变
B．适当减小电流，并使它反向
C．电流大小、方向不变，适当增强磁场
D．使原电流反向，并适当减弱磁场
14.在赤道上空,沿东西水平方向放置一根导线，通以由西向东的电流，则导线受地磁场的作用力的方向向__________.
15.在一匀强磁场中放一通电直导线，方向与磁场成30°角，导线为0.2 m,通以10 A电流，测得它受到的磁场力为0.4 N.该磁场的磁感应强度为__________.
16.如图,条形磁铁放在水平桌面上，现在其正上方放上垂直纸面向里的通电导线，则条形磁铁对桌面的压力将____________（填“大于”“等于”或“小于”）重力.
17.通电直导线A与圆形通电导线环B固定放置在同一水平面上，通有如图所示的电流时，通电直导线A受到水平向____________的安培力作用.当A、B中电流大小保持不变，但同时改变方向时，通电直导线A所受到的安培力方向水平向____________.
18.水平放置的平行金属导轨相距为d，导轨一端与电源相连，垂直于导轨平面的匀强磁场的磁感应强度为B，方向如图所示。长为l的金属棒ab静止在导轨上，棒与导轨成60°角，此时，通过金属棒的电流为I，则金属棒所受的安培力大小为________。
19.在赤道上，地磁场可以看成沿南北方向并且与地面平行的匀强磁场，磁感应强度是5×10－5 T．如果赤道上有一条沿东西方向的直导线，长20 m，载有从东向西的电流30 A，地磁场对这根导线的作用力有多大？方向如何？
1.1磁场对通电导线的作用力练习2
1.磁场中某处磁感应强度的大小，由定义式B＝可知(　　)
A．随IL的乘积的增大而减小 B．随F的增大而增大
C．与F成正比，与IL成反比 D．与F及IL无关，由磁场自身确定
（多选）2.有关磁感应强度的方向，下列说法正确的是(　　)
A．B的方向就是小磁针N极所指的方向
B．B的方向与磁场中小磁针N极的受力方向一致
C．B的方向就是通电导线的受力方向
D．B的方向就是该处磁场的方向
3．关于磁感应强度，下列说法中正确的是(　　)
A．由B＝可知，B与F成正比，与IL成反比
B．由B＝可知，一小段通电导线在某处不受磁场力，则说明该处一定无磁场
C．通电导线在磁场中受力越大，说明磁场越强
D．磁感应强度的方向就是小磁针北极受力的方向
4．如图所示，三根通电长直导线P、Q、R互相平行且通过正三角形的三个顶点，三条导线中通入的电流大小相等、方向垂直纸面向里，通电直导线产生磁场的大小B＝kI/r，I为通电导线的电流大小，r为距通电导线的垂直距离，k为常量．则通电导线R受到的磁场力的方向是(　　)
A．垂直R，指向y轴负方向 B．垂直R，指向y轴正方向
C．垂直R，指向x轴负方向 D．垂直R，指向x轴正方向
5.下列关于磁感应强度大小的说法，正确的是(　　)
A．通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大
B．通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大
C．放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方向处处相同
D．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关
6．一段长0.2 m，通过2.5 A电流的直导线，关于在磁感应强度为B的匀强磁场中所受安培力F的情况，正确的是(　　)
A．如果B＝2 T，F一定是1 N B．如果F＝0，B也一定为零
C．如果B＝4 T，F有可能是1 N D．如果F有最大值时，通电导线一定与B平行
（多选）7．如图所示，质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的两平行导轨上，导轨宽度为d，杆ab和导轨之间的动摩擦因数为μ，有电流时，ab恰好在导轨上静止，图中的四个侧视图标出了四种磁场的方向，其中杆ab和导轨之间的摩擦力可能为零的是(　　)
（多选）8．如图，质量为m、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于O、O′，并处于匀强磁场中。当导线中通以沿x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θ。则磁感应强度方向和大小可能为
A.z正向， B．y正向，
C．z负向， D．沿悬线向上，
（多选）9．如图所示，台秤上放一光滑平板，其左边固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时台秤读数为F1，现在磁铁上方中心偏左位置固定一通电导线，电流方向如图所示，当加上电流后，台秤读数为F2，则以下说法正确的是(　　)
A．F1＞F2 B．F1＜F2
C．弹簧长度将变长 D．弹簧长度将变短
10.教师在课堂上做了两个小实验,让小明同学印象深刻。第一个实验叫做“旋转的液体”,在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极,沿边缘内壁放一个圆环形电极,把它们分别与电池的两极相连,然后在玻璃皿中放入导电液体,例如盐水,如果把玻璃皿放在磁场中,液体就会旋转起来,如图甲所示。第二个实验叫做“振动的弹簧”,把一根柔软的弹簧悬挂起来,使它的下端刚好跟槽中的水银接触,通电后,发现弹簧不断上下振动,如图乙所示。下列关于这两个趣味实验的说法正确的是(　　)
A.图甲中,如果改变磁场的方向,液体的旋转方向不变
B.图甲中,如果改变电源的正负极,液体的旋转方向不变
C.图乙中,如果改变电源的正负极,依然可以观察到弹簧不断上下振动
D.图乙中,如果将水银换成酒精,依然可以观察到弹簧不断上下振动
11.如图所示，水平放置的条形磁铁N极的附近悬挂着一个能自由运动的圆形导线圈，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面，当线圈中通以图示方向的电流时，从上向下看，线圈将（　 　）
A、向左运动 B、向右运动 C、静止不动 D、无法确定
12.如图，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流时，从上往下看，导线的运动情况是（ ）
A．顺时针方向转动，同时下降 B．顺时针方向转动，同时上升
C．逆时针方向转动，同时下降 D．逆时针方向转动，同时上升
13.如图，两条导线相互垂直，但相隔一段距离．其中AB固定，另一条CD能自由活动，当直线电流按图示方向通入两条导线时，导线CD将（从纸外向纸内看）（ ）
A．顺时针转动同时靠近导线AB
B．逆时针转动同时离开导线AB
C．顺时针转动同时离开导线AB
D．逆时针转动同时靠近导线AB
14.一小段通电直导线长1cm，电流强度为5A，把它放入磁场中某点时所受磁场力大小为0．1N，则该点的磁感强度为（ ）
A．B＝2T； B．B≥2T； C、B≤2T ；D．以上三种情况均有可能
15.图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示。一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是(　　)
A．向上　　　B．向下 C．向左 D．向右
16．[2018·全国卷Ⅱ，20](多选)如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2，L1中的电流方向向左，L2中的电流方向向上；L1的正上方有a、b两点，它们相对于L2对称．整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为B0，方向垂直于纸面向外．已知a、b两点的磁感应强度大小分别为B0和B0，方向也垂直于纸面向外．则(　　)
A．流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0
B．流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0
C．流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0
D．流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0
17．[2019·全国卷Ⅰ，17]如图，等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点M、N与直流电源两端相接．已如导体棒MN受到的安培力大小为F，则线框LMN受到的安培力的大小为(　　)
A．2F B．1.5F C．0.5F D．0
18．一根导线长0.2 m，通有3 A的电流，垂直磁场放入磁场中某处受到的磁场力是6×10－2 N，则该处的磁感应强度大小B为______T；如果该导线的长度和电流都减小一半，则该处的磁感应强度大小为________T．若把这根通电导线放入磁场中的另外一点，所受磁场力为12×10－2 N，则该点磁感应强度大小为________T.
19．如图所示，长度L＝25 cm、电阻R1＝3 Ω的金属滑杆ab的中点连着一劲度系数k＝50 N/m的轻质弹簧(弹簧另一端固定，与滑杆垂直且在同一水平面内)，垂直地放置在两根电阻不计、互相平行、宽度为25 cm的光滑导轨上，有一匀强磁场垂直导轨平面，磁场方向如图所示，电源的电动势E＝12 V，内阻r＝1 Ω，定值电阻R2＝2 Ω，闭合开关S，稳定后弹簧伸长Δx＝4 cm，求：
(1)稳定后滑杆ab所受安培力的大小F；
(2)匀强磁场的磁感应强度的大小B.
1.1磁场对通电导线的作用力练习3
1．下面的几个图显示了磁场对通电直导线的作用力，其中正确的是(　　)
2．关于通电导线所受安培力F的方向，磁场B的方向和电流I的方向之间的关系，下列说法正确的是(　　)
A．F、B、I三者必须保持相互垂直
B．F必须垂直B、I，但B、I可以不相互垂直
C．B必须垂直F、I，但F、I可以不相互垂直
D．I必须垂直F、B，但F、B可以不相互垂直
3.将长度为20 cm，通有0.1 A电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场的方向如图1所示，已知B的大小为1，试求出下列各图中导线所受安培力的大小和方向．
4．把一小段通电直导线放入磁场中，导线受到安培力的作用，关于安培力的方向，下列说法中正确的是(　　)
A．安培力的方向一定跟磁场的方向相同
B．安培力的方向一定跟磁场的方向垂直，但不一定跟电流方向垂直
C．安培力的方向一定跟电流方向垂直，但不一定跟磁场方向垂直
D．安培力的方向既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直
（多选）5．一根长为0.2 m、电流为2 A的通电导线，放在B＝0.5的匀强磁场中，受到磁场力的大小可能是(　　)
A．0.4 N B．0.2 N
C．0.1 N D．0 N
6．质量为m，长度为L的金属细杆放在倾角为θ的斜面上，杆与斜面间的动摩擦因数为μ.杆中通有垂直纸面向里的恒定电流．整个装置处在如图11所示的匀强磁场中，金属杆处于静止状态．其中杆与斜面间的摩擦力可能为零的是(　　)
A．①③ B．②③ C．①②④ D．②③④
7．如图，一段导线abcd位于匀强磁场B中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直．线段ab、bc和cd的长度均为L，且∠abc＝∠bcd＝135°.流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示．导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力(　　)
A．方向沿纸面向上，大小为(＋1)ILB
B．方向沿纸面向上，大小为(－1)ILB
C．方向沿纸面向下，大小为(＋1)ILB
D．方向沿纸面向下，大小为(－1)ILB
8．下列关于磁感应强度的说法正确的是(　　)
A．某处磁感应强度的方向就是一小段通电导线放在该处时所受的力的方向
B．小磁针N极的受力方向就是该处磁感应强度的方向
C．把长度为L、电流为I的电流元放入磁场中的A点，电流元在A点受到的力为F，则A点的磁感应强度为B＝
D．由B＝可知，磁场中某点的磁感应强度B一定与电流元所受的力F成正比
9．[2018·海南卷]如图，一绝缘光滑固定斜面处于匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于斜面向上，通有电流I的金属细杆水平静止在斜面上．若电流变为0.5I，磁感应强度大小变为3B，电流和磁场的方向均不变，则金属细杆将(　　)
A．沿斜面加速上滑 B．沿斜面加速下滑
C．沿斜面匀速上滑 D．仍静止在斜面上
11. 质量为m的导体棒MN静止于宽度为L的水平导轨上，通过MN的电流为I，匀强磁场B的方向与导轨平面成θ角斜向下，如图5所示，求MN所受的支持力和摩擦力的大小．
12.如图所示,在与水平方向夹角为60°的光滑金属导轨间有一电源,在相距1 m的平行导轨上放一质量为m=0.3 kg的金属棒ab,通以从b→a,I=3 A的电流,磁场方向坚直向上,这时金属棒恰好静止.求：(1)比例系数B的大小；(2)ab棒对导轨的压力．(g＝10 m/s2)
13.如图所示，光滑的平行导轨倾角为θ，处在匀强磁场B中，导轨中接入电动势为E、内阻为r的直流电源，电路中有一阻值为R的电阻，其余电阻不计，将质量为m，长度为L的导体棒由静止释放，求导体棒在释放瞬间的加速度的大小．
14.如图所示，ab，cd为两根相距2 m的平行金属导轨，水平放置在竖直向下的匀强磁场中，一根质量为3.6 kg 金属棒，当通以5 A的电流时，金属棒沿导轨做匀速运动；当金属棒中电流增加到8 A时，金属棒能获得2 m/s2的加速度，求比例系数．B的大小．
15.如图所示，一劲度系数为k的轻质弹簧，下端挂有一匝数为n的矩形线框abcd，bc边长为l，线框的下半部处在匀强磁场B中，方向与线框平面垂直，在图中垂直于纸面向里，线框中通以电流I，方向如图所示，开始时线框处于平衡状态．现令磁场反向，磁场仍为B，线框达到新的平衡，在此过程中线框位移的大小Δx为多少？方向如何？
16.如图所示，水平放置的两导轨P、Q间的距离L＝0.5 m，垂直于导轨平面的竖直向上的匀强磁场B＝2，垂直于导轨放置的ab棒的质量m＝1 kg，系在ab棒中点的水平绳跨过定滑轮与重量G＝3 N的物块相连．已知ab棒与导轨间的动摩擦因数μ＝0.2，电源的电动势E＝10 V、内阻r＝0.1 Ω，导轨的电阻及ab棒的电阻均不计．要想ab棒处于静止状态，电阻R应在哪个范围内取值？(g取10 m/s2)
参考答案：
1.1磁场对通电导线的作用力练习1
略 2.BD 3.C 4.B 5.B 6.C 7.A 8.D 9.A 10.D 11.D 12.AD 13.AC
答案:上 15.答案:0.4 T 16.答案:小于 17.答案:右 右
18.答案: 19.答案:3×10－2 N　竖直向下
1.1磁场对通电导线的作用力练习2
1.D 2.BD 3.D 4.A 5.D 6.C 7.AB 8.BC 9.AD 10.C 11.A 12.C 13.D
14.B 15.B 16.AC 17.B 18.答案：0.1　0.1　≥0.2
19.答案：(1)2 N　(2)4 T
1.1磁场对通电导线的作用力练习3
1.C 2.B
3.(1)0　(2)0.02 N，安培力方向垂直导线水平向右(3)0.02 N，安培力的方向在纸面内垂直导线斜向上
4.D　 5.BCD 6.C 7.A　8.B 9.A
10. ILBcos θ＋mg　ILBsin θ
11.(1)1.73　(2)6 N
12.gsinθ－
13.1.2
14.　向下
15．1.9 Ω≤R≤9.9 Ω