1.1 磁场对通电导线的作用力（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 1.1 磁场对通电导线的作用力（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 82.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-15 17:01:00 | ||
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文档简介
1.1 磁场对通电导线的作用力
一、单项选择题（共4小题；共16分）
1. 如图所示，一根金属棒 两端用细导线连接后悬挂于 、 两点，棒中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从 到 ，此时悬线上有拉力。为了使拉力等于零，可以
A. 适当减小磁感应强度 B. 使磁场反向
C. 适当减小电流 D. 适当增大磁场区域的宽度
2. 如图甲，用电流天平测量匀强磁场的磁感应强度。挂在天平右臂下方的矩形线圈中通入如图乙的电流，此时天平处于平衡状态，现保持边长 和电流大小、方向不变，将该矩形线圈改为梯形线圈并保持质量不变，如图丙所示，则
A. 天平仍处于平衡状态
B. 无法判断天平如何倾斜
C. 在左侧托盘中适当增加砝码可使天平平衡
D. 在右侧托盘中适当增加砝码可使天平平衡
3. 如图所示，金属棒 两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由 向 的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为 。如果仅改变下列某一个条件， 角的相应变化情况是
A. 棒中的电流变大， 角变大 B. 两悬线等长变短， 角变小
C. 金属棒质量变大， 角变大 D. 磁感应强度变大， 角变小
4. 如图所示，导体棒 垂直于导轨静止在水平面上，整个装置处于匀强磁场中，磁场方向与 垂直并与导轨平面成 角斜向上方，闭合开关，缓慢转动磁场使 角逐渐增大至 ，其余不变，导体棒始终静止，忽略电磁感应现象的影响，在此过程中
A. 导体棒受安培力方向始终水平向右
B. 导体棒所受安培力大小不变
C. 导轨对导体棒支持力不变
D. 导体棒受到摩擦力大小不变
二、双项选择题（共3小题；共12分）
5. 通电矩形导线框 与无限长通电直导线 在同一平面内。电流方向如图所示， 边与 平行，关于 的磁场对导线框的作用，下列叙述正确的是
A. 导线框有两条边所受的安培力方向相同
B. 导线框有两条边所受的安培力大小相同
C. 导线框所受安培力合力向左
D. 导线框所受安培力合力为零
6. 关于磁感应强度的下列说法中，正确的是
A. 放在磁场中的通电导线，受到的磁场力越大，则该处的磁感应强度越大
B. 磁感线上某一点的切线方向就是该点磁感应强度的方向
C. 垂直磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度方向
D. 磁感应强度的大小、方向与放入磁场的导线的电流大小、导线长度、导线取向等均无关
7. 如图所示，厚度均匀的木板放在水平地面上，木板上放置两个相同的条形磁铁，两磁铁的 极正对。在两磁铁竖直对称轴上的 点固定一垂直于纸面的长直导线，并通以垂直纸面向里的恒定电流，木板和磁铁处于静止状态，设两磁铁和木板的总重力为 ，则
A. 导线受到的安培力水平向右 B. 导线受到的安培力竖直向上
C. 木板对地面的压力小于 D. 木板受到地面的摩擦力水平向右
三、解答题（共1小题；共13分）
8. 匀强磁场（各点的磁感应强度大小、方向均相同的磁场）中长为 的通电导线垂直磁场方向，当通过导线的电流为 时，它受到的磁场力大小为 ，问：
（1）该处的磁感应强度 是多大
（2）若电流不变，导线长度减小到 ，则它受到的磁场力 和该处的磁感应强度 各是多少
（3）若导线长度不变，电流增大为 ，则它受到的磁场力 和该处的磁感应强度 各是多少
答案
第一部分
1. D
2. C
【解析】由题意可知，在乙图中天平处于平衡状态，此时线圈在磁场中受到的安培力大小为 ，方向竖直向上，该安培力与线圈重力的合力大小等于左侧物体的总重力，天平处于平衡；
而当在丙图中，由于导体的有效长度变短，故受到的安培力减小且竖直向上，故将该矩形线圈改为梯形线圈，右侧的重力与安培力的合力大于图乙中右侧的重力与安培力的合力，故天平将向右倾斜。要使天平重新平衡，在左侧托盘中适当增加砝码即可，故C正确，ABD错误。
3. A
【解析】金属棒的受力情况如图所示，则有 。当棒中的电流 变大或者磁感应强度 变大时，因为重力不变，所以 角会变大，选项A对、D错；两悬线等长变短对 角没有影响，选项B错；当金属棒的质量变大时， 角变小，选项C错。
4. B
【解析】开关闭合，由左手定则可知，磁感线穿过掌心，则大拇指方向为垂直磁感线向右，故安培力方向垂直磁感线向右，A错误；当开关闭合后，根据安培力公式 ，与 可得 ，B正确；导轨对导体棒的支持力 ，当 逐渐增大， 逐渐减小，C错误；导体棒始终保持静止，故其水平、竖直方向受力平衡，，因 不变， 增大，摩擦力逐渐增大，D错误。
第二部分
5. B， C
【解析】 、 两边所受安培力大小相同，方向相反；
、 两边所受安培力的大小和方向均不同，合力的方向向左。
故B、C正确。
6. B， D
7. A， D
【解析】依题意知，两条磁铁在导线处产生的合磁场竖直向上，根据左手定则知，长直导线受到的安培力水平向右；木板和磁铁始终处于静止状态，两条形磁铁和木板的总重力为 ，故木板对地面的压力等于 ；又因长直导线受到的安培力水平向右，所以磁铁和长木板有向左运动的趋势，故木板受到的摩擦力水平向右，故AD正确。
第三部分
8. （1）
【解析】根据磁感应强度的定义
。
（2） ；
【解析】匀强磁场中该处的磁感应强度由磁场本身决定，不因导线长度的改变而改变，因此 。
根据磁感应强度的定义 可得，
导线长度减小到 ，
则它受到的磁场力
。
（3） ；
【解析】匀强磁场中该点的磁感应强度也不因电流的改变而改变，因此 。
根据磁感应强度的定义 可得，
电流增大为 ，
则它受到的磁场力 。
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一、单项选择题（共4小题；共16分）
1. 如图所示，一根金属棒 两端用细导线连接后悬挂于 、 两点，棒中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从 到 ，此时悬线上有拉力。为了使拉力等于零，可以
A. 适当减小磁感应强度 B. 使磁场反向
C. 适当减小电流 D. 适当增大磁场区域的宽度
2. 如图甲，用电流天平测量匀强磁场的磁感应强度。挂在天平右臂下方的矩形线圈中通入如图乙的电流，此时天平处于平衡状态，现保持边长 和电流大小、方向不变，将该矩形线圈改为梯形线圈并保持质量不变，如图丙所示，则
A. 天平仍处于平衡状态
B. 无法判断天平如何倾斜
C. 在左侧托盘中适当增加砝码可使天平平衡
D. 在右侧托盘中适当增加砝码可使天平平衡
3. 如图所示，金属棒 两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由 向 的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为 。如果仅改变下列某一个条件， 角的相应变化情况是
A. 棒中的电流变大， 角变大 B. 两悬线等长变短， 角变小
C. 金属棒质量变大， 角变大 D. 磁感应强度变大， 角变小
4. 如图所示，导体棒 垂直于导轨静止在水平面上，整个装置处于匀强磁场中，磁场方向与 垂直并与导轨平面成 角斜向上方，闭合开关，缓慢转动磁场使 角逐渐增大至 ，其余不变，导体棒始终静止，忽略电磁感应现象的影响，在此过程中
A. 导体棒受安培力方向始终水平向右
B. 导体棒所受安培力大小不变
C. 导轨对导体棒支持力不变
D. 导体棒受到摩擦力大小不变
二、双项选择题（共3小题；共12分）
5. 通电矩形导线框 与无限长通电直导线 在同一平面内。电流方向如图所示， 边与 平行，关于 的磁场对导线框的作用，下列叙述正确的是
A. 导线框有两条边所受的安培力方向相同
B. 导线框有两条边所受的安培力大小相同
C. 导线框所受安培力合力向左
D. 导线框所受安培力合力为零
6. 关于磁感应强度的下列说法中，正确的是
A. 放在磁场中的通电导线，受到的磁场力越大，则该处的磁感应强度越大
B. 磁感线上某一点的切线方向就是该点磁感应强度的方向
C. 垂直磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度方向
D. 磁感应强度的大小、方向与放入磁场的导线的电流大小、导线长度、导线取向等均无关
7. 如图所示，厚度均匀的木板放在水平地面上，木板上放置两个相同的条形磁铁，两磁铁的 极正对。在两磁铁竖直对称轴上的 点固定一垂直于纸面的长直导线，并通以垂直纸面向里的恒定电流，木板和磁铁处于静止状态，设两磁铁和木板的总重力为 ，则
A. 导线受到的安培力水平向右 B. 导线受到的安培力竖直向上
C. 木板对地面的压力小于 D. 木板受到地面的摩擦力水平向右
三、解答题（共1小题；共13分）
8. 匀强磁场（各点的磁感应强度大小、方向均相同的磁场）中长为 的通电导线垂直磁场方向，当通过导线的电流为 时，它受到的磁场力大小为 ，问：
（1）该处的磁感应强度 是多大
（2）若电流不变，导线长度减小到 ，则它受到的磁场力 和该处的磁感应强度 各是多少
（3）若导线长度不变，电流增大为 ，则它受到的磁场力 和该处的磁感应强度 各是多少
答案
第一部分
1. D
2. C
【解析】由题意可知，在乙图中天平处于平衡状态，此时线圈在磁场中受到的安培力大小为 ，方向竖直向上，该安培力与线圈重力的合力大小等于左侧物体的总重力，天平处于平衡；
而当在丙图中，由于导体的有效长度变短，故受到的安培力减小且竖直向上，故将该矩形线圈改为梯形线圈，右侧的重力与安培力的合力大于图乙中右侧的重力与安培力的合力，故天平将向右倾斜。要使天平重新平衡，在左侧托盘中适当增加砝码即可，故C正确，ABD错误。
3. A
【解析】金属棒的受力情况如图所示，则有 。当棒中的电流 变大或者磁感应强度 变大时，因为重力不变，所以 角会变大，选项A对、D错；两悬线等长变短对 角没有影响，选项B错；当金属棒的质量变大时， 角变小，选项C错。
4. B
【解析】开关闭合，由左手定则可知，磁感线穿过掌心，则大拇指方向为垂直磁感线向右，故安培力方向垂直磁感线向右，A错误；当开关闭合后，根据安培力公式 ，与 可得 ，B正确；导轨对导体棒的支持力 ，当 逐渐增大， 逐渐减小，C错误；导体棒始终保持静止，故其水平、竖直方向受力平衡，，因 不变， 增大，摩擦力逐渐增大，D错误。
第二部分
5. B， C
【解析】 、 两边所受安培力大小相同，方向相反；
、 两边所受安培力的大小和方向均不同，合力的方向向左。
故B、C正确。
6. B， D
7. A， D
【解析】依题意知，两条磁铁在导线处产生的合磁场竖直向上，根据左手定则知，长直导线受到的安培力水平向右；木板和磁铁始终处于静止状态，两条形磁铁和木板的总重力为 ，故木板对地面的压力等于 ；又因长直导线受到的安培力水平向右，所以磁铁和长木板有向左运动的趋势，故木板受到的摩擦力水平向右，故AD正确。
第三部分
8. （1）
【解析】根据磁感应强度的定义
。
（2） ；
【解析】匀强磁场中该处的磁感应强度由磁场本身决定，不因导线长度的改变而改变，因此 。
根据磁感应强度的定义 可得，
导线长度减小到 ，
则它受到的磁场力
。
（3） ；
【解析】匀强磁场中该点的磁感应强度也不因电流的改变而改变，因此 。
根据磁感应强度的定义 可得，
电流增大为 ，
则它受到的磁场力 。
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