1.1 磁场对通电导线的作用力 同步练习（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 1.1 磁场对通电导线的作用力 同步练习（Word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 438.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-11 08:16:57 | ||
图片预览
文档简介
1.1、磁场对通电导线的作用力
一、选择题（共16题）
1．在地球的赤道上方有一条东西方向水平放置的长直导线，通有从东向西流动的电流，则此通电导线所受地磁场的作用力方向应是（ ）
A．向上 B．向下 C．向北 D．向南
2．如图所示，通电直导线长为2m，通以1A的电流，置于匀强磁场中，磁感应强度为，导线与磁场方向垂直。则导线受到安培力的大小和方向（ ）
A．，水平向左 B．，水平向左
C．，水平向右 D．，水平向右
3．如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B=0.2T，通电直导线与磁场方向垂直，导线长度L=0.2m，导线中电流I=2A．该导线所受安培力F的大小为（ ）
A．0.02N
B．0.04N
C．0.08N
D．0.12N
4．如图为一由干电池、铜线圈和钕磁铁组成的简易电动机，此装置中的铜线圈能从静止开始绕虚线轴转动起来，那么（ ）
A．若磁铁上方为极，从上往下看，线圈将顺时针旋转
B．若磁铁上方为极，从上往下看，线圈将顺时针旋转
C．线圈匀速转动过程电池的化学能全部转化为线圈的动能
D．线圈加速转动过程电池的化学能全部转化为线圈的动能
5．电流天平的主要结构包括水平放置的螺线管，横梁（含U形电路），其构造示意图如图所示. 当螺线管中通以电流I0, U形电路中通以电流I时,在横梁左端悬挂合适的钩码，就能使横梁水平平衡，则平衡时
A．通电螺线管的磁感线与螺线管的中轴线垂直
B．CD边受到竖直向下的安培力
C．U形电路的三条边都受到安培力
D．只改变螺线管中的电流方向横梁仍可平衡
6．如图所示，条形磁铁放在水平地面上，在磁铁正上方有一通电导线垂直磁铁放置，电流方向向里，则磁铁对地面的压力（ ）．
A．大于磁铁重力 B．小于磁铁重力 C．等于磁铁重力 D．无法确定
7．下列说法正确的是（ ）
A．磁感线从S极出发，终止于N极
B．磁感线的疏密程度表示该位置磁场的强弱
C．若通电导线不受安培力作用，则该处一定无磁场
D．线圈平面与匀强磁场垂直时，穿过该平面的磁通量为零
8．如图所示，在水平向右的匀强磁场中，有一通电直导线，电流方向垂直纸面向里，则直导线所受的安培力方向是
A．竖直向下
B．竖直向上
C．水平向左
D．水平向右
9．赤道上有一竖直放置的导线，导线中通有竖直向下的电流，则导线受地磁场作用力的方向是（ ）
A．向东 B．向西 C．向南 D．向北
10．如图所示，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距，均通有大小相同的电流I，其中L3和L2的电流方向相同，与L1相反．下列说法正确的是（ ）
A．L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面平行
B．L2所受磁场作用力的方向与L1、L3所在平面垂直
C．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶1∶
D．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为∶1∶1
11．在如图所示电路中，每节电池均相同，当开关S分别置于a、b两处时，导线MM′与NN′之间的安培力的大小为Fa、Fb，判断这两段导线（ ）
A．相互排斥，Fa＜Fb B．相互排斥，Fa＞Fb
C．相互吸引，Fa＜Fb D．相互吸引，Fa＞Fb
12．如图，纸面内同一材料制作的粗细均匀的正方形金属线框，如图接入电路，电源电动势恒定，导线及电源内阻不计，整个空间磁场垂直纸面向里，导线框受安培力F。若将接入点从两侧中点A、B换成对角点M、N，则导线框受安培力变为多大（ ）
A．F B．2F C． D．
13．如图所示，空间存在垂直纸面向里的水平磁场，磁场上边界水平，以O点为坐标原点，磁场上边界为x轴，竖直向下为y轴，磁感应强度大小在x轴方向保持不变、y轴方向满足By=B0+ky，k为大于零的常数。边长为L的单匝正方形导体线框ABCD通过轻质绝缘细线悬挂于天花板，线框质量为m，通有顺时针方向的恒定电流，电流强度为I，系统处于平衡状态，已知该地的重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．AC边与BD边所受安培力相同
B．细线中拉力大小为mg+kIL2
C．若仅将细线长度加长，线框始终在磁场内，则稳定后细线弹力变大
D．若仅将磁场调整为磁感应强度为B0的匀强磁场，方向不变，则稳定后细线中弹力为0
14．磁场中某区域的磁感线，如图所示，则（ ）
A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＞Bb
B．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＜Bb
C．同一通电导线放在a处受力不一定比放在b处受力小
D．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小
15．如图所示，间距为L=0.3m的平行光滑金属导轨上端接有电动势E=3.0V，内阻r=1.0Ω的直流电源，导轨平面与水平面成θ=37°角，匀强磁场方向沿竖直方向，现把一质量为m=0.1kg，电阻为R=2.0Ω的金属棒ab垂直放在金属导轨上，使金属棒与导轨保持良好接触，金属棒恰好静止。已知g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则（ ）
A．金属棒ab的发热功率为3.0W
B．磁感应强度大小为2.5T
C．磁场方向竖直向上
D．若改变磁场方向，仍使金属棒静止在导轨上，磁感应强度的最小值为2.0T
16．如图甲所示是磁电式电流表的结构，线圈绕在一个与指针、转轴固连的铝框骨架上，线圈匝数为，面积为；蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，线圈、两边所在处的磁感应强度大小均为，如图乙所示。当线圈中通电流时，指针稳定时偏转角度（为常量），下列说法正确的是（ ）
A．电流表表盘刻度不均匀
B．若电流表输入电流反向，指针反向偏转
C．铝框的作用是为了利用涡流，起电磁阻尼作用，让指针快速指向稳定的平衡位置
D．指针偏转角度越大，通过线圈的磁通量越大
二、填空题
17．实验发现，垂直放在磁场中的通电导线所受到的磁场力的大小，还与________________和________________有关。
18．如图所示，在光滑斜面上的一段通电导线处于静止状态，匀强磁场垂直 斜面向上，通电导线除了受重力、支持力外还受到磁场对通电导线的__________力(选填“安培”或“洛伦兹”)．当导线中电流增大时，通电导线将沿斜面 向___________运动(选填“上”或“下”)．
19．在赤道附近的地磁场可看做是沿南北方向的匀强磁场，磁感应强度的大小是0.5×10-4T。如果赤道上有一根沿东西方向的直导线，长15m，通有从东向西的电流10A，问地磁场对这根导线的作用力大小为______，方向为______。
20．如图所示，边长为L的等边三角形导线框用绝缘细线悬挂于天花板，导线框中通一逆时针方向的电流，图中虚线过ab边和ac边的中点，在虚线的下方有一垂直于导线框平面向里的匀强磁场，其磁感应强度大小为B，此时导线框处于静止状态，导线框中的电流大小为I，细线中的拉力为F1，保持其他条件不变，现将虚线下方的磁场平移至虚线上方（虚线下方不再有磁场），且磁感应强度增大到原来的两倍，此时细线中拉力大小为________
三、综合题
21．如图所示，长L=2m、质量为m=3kg的导体棒ab，置于倾角为θ=30°的光滑斜面上。导体棒与斜面的水平底边始终平行。已知导体棒通以从b向a的电流，电流为I=2A，重力加速度g=10m/s2
(1)若匀强磁场方向竖直向上，为使导体棒静止在斜面上，求磁感应强度B的大小；
(2)若匀强磁场的大小、方向都可以改变，要使导体棒能静止在斜面上，求磁感应强度的最小值和对应的方向。
22．如图所示，平行金属导轨与水平面成角，导轨上端连接一直流电源，电源的电动势、内阻；金属杆垂直放在导轨上，其有效长度、质量，与导轨间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。空间存在竖直向上、磁感应强度大小的匀强磁场。要使杆在导轨上保持静止，求：滑动变阻器R接入电路的阻值范围。（其他电阻均不计，重力加速度g取）
23．如图所示，在倾角θ＝37°的斜面上，固定一金属框，其宽l＝0.25 m．接入电动势E＝3 V、内阻不计的电源．垂直框边放有一根质量m＝0.2 kg的金属棒ab，它与框架的动摩擦因数μ＝0.5，整个装置放在磁感应强度B＝0.8 T、方向垂直框面向上的匀强磁场中，框架与棒的电阻不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2．
（1）当滑动变阻器R的阻值调为多大时，金属棒与框架之间恰好无摩擦；
（2）当滑动变阻器R的阻值调为多大时，金属棒恰好要沿框架向上滑动．
24．如图的磁场中有一条通电导线，其方向与磁场方向垂直。图甲、乙、丙分别标明了电流、磁感应强度和安培力三个量中的两个量的方向，试画出第三个量的方向。（本书用“·”表示磁感线垂直于纸面向外，“×”表示磁感线垂直于纸面向里，“⊙”表示电流垂直于纸面向外，“”表示电流垂直于纸面向里。）
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】
赤道处的磁场方向从南向北，电流方向自东向西，根据左手定则，安培力的方向向下，B正确，ACD错误，故选B.
2．B
【详解】
由左手定则可得，导线受到的安培力方向水平向左，大小为
故选B。
3．C
【详解】
由图可知电流与磁场方向垂直，因此直接根据安培力的大小为：F=BIL=0.2×0.2×2=0.08N，
故ABD错误，C正确．
故选：C.
4．A
【详解】
A．若磁铁上方为N极，线圈左边电流是向下的，磁场是向左的，根据左手定则可知安培力是向内的，线圈右边的电流也是向下的，磁场是向右的，根据左手定则安培力是向外的，故从上往下看，线圈顺时针转动；故A正确；
B．若磁铁上方为S极，线圈左边的电流是向下的，磁场是向右的，根据左手定则可知安培力是向外的；线圈右边的电流也是向下的，磁场是向左的，根据左手定则知安培力是向内的，从上往下看，线圈逆时针转动，故B错误；
CD．线圈无论匀速转动还是加速转动过程中，电池的化学能全部转化为线圈的动能和电路的焦耳热，故CD错误；
故选A。
5．B
【详解】
A．根据右手螺旋定则可知，通电螺线管内的磁感线与螺线管的中轴线平行，A错误
B．根据右手螺旋定则可知CD边处的磁感线方向水平向右，电流由C指向D，根据左手定则，CD受到的安培力竖直向下，B正确
C．U形电路的CD边与磁场垂直，其他两条边与磁场平行，所以只有CD边受到安培力作用，C错误
D．改变螺线管电流方向，CD边的安培力会反向，无法平衡，D错误
6．B
【详解】
直导线所在位置的磁感线水平向右，由左手定则可知，直导线所受安培力竖直向下，则由牛顿第三定律可知磁体所受导线的作用力竖直向上，可知磁体对地面的压力小于磁体的重力。
A．大于磁铁重力，与结论不相符，选项A错误；
B．小于磁铁重力，与结论相符，选项B正确；
C．等于磁铁重力，与结论不相符，选项C错误；
D．无法确定，与结论不相符，选项D错误；
故选B。
7．B
【详解】
A．磁感线是闭合的，在磁体的内部从S极到N极，外部从N极到S极，选项A错误；
B．磁感线的疏密程度表示该位置磁场的强弱，选项B正确；
C．若通电导线不受安培力作用，可能是电流方向与磁场方向平行，而该处不一定无磁场，选项C错误；
D．线圈平面与匀强磁场平行时，穿过该平面的磁通量为零，选项D错误。
故选B。
8．A
【详解】
根据左手定则：伸开左手，拇指与手掌垂直且共面，磁感线向里穿过手心，则手心朝左，四指指向电流方向，即四指向里，拇指指向安培力方向，即直导线所受的安培力方向是竖直向下，故选项A正确，B、C、D错误．
9．A
【详解】
赤道处的磁场方向从南向北，电流方向竖直向下，根据左手定则，安培力的方向向东。
故选A。
10．D
【详解】
由于三根导线中的电流大小相同，两两导线之间的距离相同，故两两导线之间的相互作用力的大小相同，设为，电流同向的导线之间表现为引力，电流反向的导线之间表现为斥力；
A、受力分析可得，L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直，故A错误；
B、受力分析可得，L2所受磁场作用力的方向与L1、L3所在平面平行，故B错误；
CD、根据几何关系如图
L2和L3所受磁场作用力大小为，L1所受磁场作用力大小为，L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为，故D正确，C错误；
故选D．
11．A
【详解】
试题分析：两平行导线电流方向相反，则两通电导线相互排斥．由于电流越强，产生的磁场B越强，根据F=BIL可知电流越大则相互作用力越大．
解：当电键S置于a处时电源为一节干电池电流的方向是M′MNN′，电流大小为Ia=，由于导线MM′与NN′中电流方向相反故两段导线相互排斥；当电键S置于b处时电源为两节干电池，电流的方向仍是M′MNN′，由于导线MM′与NN′中电流方向相反故两段导线相互排斥．又由于电路中灯泡电阻不变，
此时电路中电流大小为Ib=；
显然Ib＞Ia，MM′在NN′处的磁感应强度Ba＜Bb，应用安培力公式F=BIL可知Fa＜Fb．
综上所述这两段导线相互排斥，Fa＜Fb．故A正确，BCD错误，
故选A．
12．C
【详解】
设正方形边长为L，开始时通过线圈总电流为I，则导线框受安培力为
F=BIL
将接入点从两侧中点A、B换成对角点M、N，则导线框的电阻不变，电流仍为I，导线框的等效长度为L，则导线框受安培力为
F′=BIL=F
故选C。
13．B
【详解】
A．AC边与BD边所受安培力大小相等，由左手定则可知，方向相反，故A错误；
B．设AB边到x轴的距离为h，则AB边受到的安培力大小为
方向竖直向上，CD边受到的安培力大小为
方向竖直向下，由平衡可得，细线中拉力大小为
解得
故B正确；
C．由于AB边与CD边的距离不变，则两边所受安培力之差不变，则若仅将细线长度加长，线框始终在磁场内，则稳定后细线弹力不变，故C错误；
D．若仅将磁场调整为磁感应强度为B0的匀强磁场，方向不变，则AB边与CD边所受安培力大小相等，方向相反，由平衡可知，细线中的拉力与其重力等大反向，故D错误。
故选B。
14．BC
【详解】
AB． a、b两处的磁感应强度的大小不等，因b处的磁感线比a处密集，则Ba＜Bb，选项A错误，B正确；
CD．通电导线在磁场中某点所受的磁场力除了与B、I和L有关外，还与直导线放置的方法有关，则同一通电导线放在a处受力不一定比放在b处受力小，选项C正确，D错误。
故选BC。
15．BCD
【详解】
A．根据闭合电路欧姆定律可知，电流
金属棒的发热功率为
A错误；
C．根据受力平衡可知，安培力方向水平向右，则磁场方向竖直向上，C正确；
B．对金属棒进行受力分析可得
解得
选项B正确；
D．改变磁场方向，仍使金属棒静止在导轨上，磁感应强度最小时磁场的方向应垂直导轨向上，此时有
解得
选项D正确。
故选BCD。
16．BC
【详解】
A．指针稳定时偏转角度
偏转角度与电流大小成正比，表盘刻度均匀，A错误；
B．若电流表输入电流反向，线圈受力反向，指针反向偏转，B正确；
C．铝框在线圈转动过程中产生涡流，起电磁阻尼作用，让指针快速指向稳定的平衡位置，C正确；
D．线圈的磁通量一直为零，D错误。
故选BC。
17． 通电电流强度 放入磁场中导线的长度
【详解】
由安培力公式可知，通电导线所受到的磁场力的大小不仅与磁感应强度有关，还与通电电流强度和放入磁场中导线的长度有关。
18． 安培 上
【详解】
对导体棒受力分析可知，受到重力和支持力，又由于通电导体棒在磁场中，受到安培力作用，根据左手定则可知安培力方向沿斜面向上，根据F安=BIL可知，电流增大，安培力增大，根据受力分析可知导体棒将沿斜面向上运动．
19． 7.5×10-3N 竖直向下
【详解】
安培力的公式可得
地球的磁场的方向向北，电流的方向向西，由左手定则可得，安培力的方向竖直向下。
20．
【详解】
当磁场在虚线下方时，通电导线的等效长度为，受到的安培力方向竖直向上，设三角形导线框质量为m，则有：
当磁场在虚线上方时，通电导线的等效长度为，受到的安培力方向竖直向下，磁感应强度增大到原来的两倍，故此时有：
联立可得
21．(1)；(2) ，垂直斜面向上
【详解】
(1) 若匀强磁场方向竖直向上，为使导体棒静止在斜面上，根据共点力平衡得，
mgtanθ=BIL
解得：
(2) 根据三角形定则知，当安培力沿斜面向上时，安培力最小
mgsinθ=BIL
解得
B垂直斜面向上。
22．
【详解】
导体棒受最大静摩擦力沿导轨平面向上，此时滑动变阻器电阻为，导体棒受力如图所示
由平衡条件可知，沿斜面方向有
垂直于斜面方向有
安培力的大小
最大静摩擦力
由欧姆定律可得
联立解得
导体棒受最大静摩擦力沿导轨平面向下，此时滑动变阻器电阻为，导体棒受力如图所示
由平衡条件可知，沿斜面方向有
同理得
综合可得
23．（1）0.5Ω（2）0.3Ω
【详解】
（1）根据平衡条件有：
根据闭合电路的欧姆定律有：
解得：
R1=0.5Ω
（2）最大静摩擦力沿斜面向下，根据平衡条件有：
则有：
解得：
R2=0.3Ω
24．图甲
图乙
图丙
【详解】
电流、磁场和安培力三者之间的关系满足左手定则，根据左手定则分别判断后得出第三个量的方向如图所示。
图甲
图乙
图丙
答案第1页，共2页
一、选择题（共16题）
1．在地球的赤道上方有一条东西方向水平放置的长直导线，通有从东向西流动的电流，则此通电导线所受地磁场的作用力方向应是（ ）
A．向上 B．向下 C．向北 D．向南
2．如图所示，通电直导线长为2m，通以1A的电流，置于匀强磁场中，磁感应强度为，导线与磁场方向垂直。则导线受到安培力的大小和方向（ ）
A．，水平向左 B．，水平向左
C．，水平向右 D．，水平向右
3．如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B=0.2T，通电直导线与磁场方向垂直，导线长度L=0.2m，导线中电流I=2A．该导线所受安培力F的大小为（ ）
A．0.02N
B．0.04N
C．0.08N
D．0.12N
4．如图为一由干电池、铜线圈和钕磁铁组成的简易电动机，此装置中的铜线圈能从静止开始绕虚线轴转动起来，那么（ ）
A．若磁铁上方为极，从上往下看，线圈将顺时针旋转
B．若磁铁上方为极，从上往下看，线圈将顺时针旋转
C．线圈匀速转动过程电池的化学能全部转化为线圈的动能
D．线圈加速转动过程电池的化学能全部转化为线圈的动能
5．电流天平的主要结构包括水平放置的螺线管，横梁（含U形电路），其构造示意图如图所示. 当螺线管中通以电流I0, U形电路中通以电流I时,在横梁左端悬挂合适的钩码，就能使横梁水平平衡，则平衡时
A．通电螺线管的磁感线与螺线管的中轴线垂直
B．CD边受到竖直向下的安培力
C．U形电路的三条边都受到安培力
D．只改变螺线管中的电流方向横梁仍可平衡
6．如图所示，条形磁铁放在水平地面上，在磁铁正上方有一通电导线垂直磁铁放置，电流方向向里，则磁铁对地面的压力（ ）．
A．大于磁铁重力 B．小于磁铁重力 C．等于磁铁重力 D．无法确定
7．下列说法正确的是（ ）
A．磁感线从S极出发，终止于N极
B．磁感线的疏密程度表示该位置磁场的强弱
C．若通电导线不受安培力作用，则该处一定无磁场
D．线圈平面与匀强磁场垂直时，穿过该平面的磁通量为零
8．如图所示，在水平向右的匀强磁场中，有一通电直导线，电流方向垂直纸面向里，则直导线所受的安培力方向是
A．竖直向下
B．竖直向上
C．水平向左
D．水平向右
9．赤道上有一竖直放置的导线，导线中通有竖直向下的电流，则导线受地磁场作用力的方向是（ ）
A．向东 B．向西 C．向南 D．向北
10．如图所示，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距，均通有大小相同的电流I，其中L3和L2的电流方向相同，与L1相反．下列说法正确的是（ ）
A．L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面平行
B．L2所受磁场作用力的方向与L1、L3所在平面垂直
C．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶1∶
D．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为∶1∶1
11．在如图所示电路中，每节电池均相同，当开关S分别置于a、b两处时，导线MM′与NN′之间的安培力的大小为Fa、Fb，判断这两段导线（ ）
A．相互排斥，Fa＜Fb B．相互排斥，Fa＞Fb
C．相互吸引，Fa＜Fb D．相互吸引，Fa＞Fb
12．如图，纸面内同一材料制作的粗细均匀的正方形金属线框，如图接入电路，电源电动势恒定，导线及电源内阻不计，整个空间磁场垂直纸面向里，导线框受安培力F。若将接入点从两侧中点A、B换成对角点M、N，则导线框受安培力变为多大（ ）
A．F B．2F C． D．
13．如图所示，空间存在垂直纸面向里的水平磁场，磁场上边界水平，以O点为坐标原点，磁场上边界为x轴，竖直向下为y轴，磁感应强度大小在x轴方向保持不变、y轴方向满足By=B0+ky，k为大于零的常数。边长为L的单匝正方形导体线框ABCD通过轻质绝缘细线悬挂于天花板，线框质量为m，通有顺时针方向的恒定电流，电流强度为I，系统处于平衡状态，已知该地的重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．AC边与BD边所受安培力相同
B．细线中拉力大小为mg+kIL2
C．若仅将细线长度加长，线框始终在磁场内，则稳定后细线弹力变大
D．若仅将磁场调整为磁感应强度为B0的匀强磁场，方向不变，则稳定后细线中弹力为0
14．磁场中某区域的磁感线，如图所示，则（ ）
A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＞Bb
B．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＜Bb
C．同一通电导线放在a处受力不一定比放在b处受力小
D．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小
15．如图所示，间距为L=0.3m的平行光滑金属导轨上端接有电动势E=3.0V，内阻r=1.0Ω的直流电源，导轨平面与水平面成θ=37°角，匀强磁场方向沿竖直方向，现把一质量为m=0.1kg，电阻为R=2.0Ω的金属棒ab垂直放在金属导轨上，使金属棒与导轨保持良好接触，金属棒恰好静止。已知g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则（ ）
A．金属棒ab的发热功率为3.0W
B．磁感应强度大小为2.5T
C．磁场方向竖直向上
D．若改变磁场方向，仍使金属棒静止在导轨上，磁感应强度的最小值为2.0T
16．如图甲所示是磁电式电流表的结构，线圈绕在一个与指针、转轴固连的铝框骨架上，线圈匝数为，面积为；蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，线圈、两边所在处的磁感应强度大小均为，如图乙所示。当线圈中通电流时，指针稳定时偏转角度（为常量），下列说法正确的是（ ）
A．电流表表盘刻度不均匀
B．若电流表输入电流反向，指针反向偏转
C．铝框的作用是为了利用涡流，起电磁阻尼作用，让指针快速指向稳定的平衡位置
D．指针偏转角度越大，通过线圈的磁通量越大
二、填空题
17．实验发现，垂直放在磁场中的通电导线所受到的磁场力的大小，还与________________和________________有关。
18．如图所示，在光滑斜面上的一段通电导线处于静止状态，匀强磁场垂直 斜面向上，通电导线除了受重力、支持力外还受到磁场对通电导线的__________力(选填“安培”或“洛伦兹”)．当导线中电流增大时，通电导线将沿斜面 向___________运动(选填“上”或“下”)．
19．在赤道附近的地磁场可看做是沿南北方向的匀强磁场，磁感应强度的大小是0.5×10-4T。如果赤道上有一根沿东西方向的直导线，长15m，通有从东向西的电流10A，问地磁场对这根导线的作用力大小为______，方向为______。
20．如图所示，边长为L的等边三角形导线框用绝缘细线悬挂于天花板，导线框中通一逆时针方向的电流，图中虚线过ab边和ac边的中点，在虚线的下方有一垂直于导线框平面向里的匀强磁场，其磁感应强度大小为B，此时导线框处于静止状态，导线框中的电流大小为I，细线中的拉力为F1，保持其他条件不变，现将虚线下方的磁场平移至虚线上方（虚线下方不再有磁场），且磁感应强度增大到原来的两倍，此时细线中拉力大小为________
三、综合题
21．如图所示，长L=2m、质量为m=3kg的导体棒ab，置于倾角为θ=30°的光滑斜面上。导体棒与斜面的水平底边始终平行。已知导体棒通以从b向a的电流，电流为I=2A，重力加速度g=10m/s2
(1)若匀强磁场方向竖直向上，为使导体棒静止在斜面上，求磁感应强度B的大小；
(2)若匀强磁场的大小、方向都可以改变，要使导体棒能静止在斜面上，求磁感应强度的最小值和对应的方向。
22．如图所示，平行金属导轨与水平面成角，导轨上端连接一直流电源，电源的电动势、内阻；金属杆垂直放在导轨上，其有效长度、质量，与导轨间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。空间存在竖直向上、磁感应强度大小的匀强磁场。要使杆在导轨上保持静止，求：滑动变阻器R接入电路的阻值范围。（其他电阻均不计，重力加速度g取）
23．如图所示，在倾角θ＝37°的斜面上，固定一金属框，其宽l＝0.25 m．接入电动势E＝3 V、内阻不计的电源．垂直框边放有一根质量m＝0.2 kg的金属棒ab，它与框架的动摩擦因数μ＝0.5，整个装置放在磁感应强度B＝0.8 T、方向垂直框面向上的匀强磁场中，框架与棒的电阻不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2．
（1）当滑动变阻器R的阻值调为多大时，金属棒与框架之间恰好无摩擦；
（2）当滑动变阻器R的阻值调为多大时，金属棒恰好要沿框架向上滑动．
24．如图的磁场中有一条通电导线，其方向与磁场方向垂直。图甲、乙、丙分别标明了电流、磁感应强度和安培力三个量中的两个量的方向，试画出第三个量的方向。（本书用“·”表示磁感线垂直于纸面向外，“×”表示磁感线垂直于纸面向里，“⊙”表示电流垂直于纸面向外，“”表示电流垂直于纸面向里。）
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】
赤道处的磁场方向从南向北，电流方向自东向西，根据左手定则，安培力的方向向下，B正确，ACD错误，故选B.
2．B
【详解】
由左手定则可得，导线受到的安培力方向水平向左，大小为
故选B。
3．C
【详解】
由图可知电流与磁场方向垂直，因此直接根据安培力的大小为：F=BIL=0.2×0.2×2=0.08N，
故ABD错误，C正确．
故选：C.
4．A
【详解】
A．若磁铁上方为N极，线圈左边电流是向下的，磁场是向左的，根据左手定则可知安培力是向内的，线圈右边的电流也是向下的，磁场是向右的，根据左手定则安培力是向外的，故从上往下看，线圈顺时针转动；故A正确；
B．若磁铁上方为S极，线圈左边的电流是向下的，磁场是向右的，根据左手定则可知安培力是向外的；线圈右边的电流也是向下的，磁场是向左的，根据左手定则知安培力是向内的，从上往下看，线圈逆时针转动，故B错误；
CD．线圈无论匀速转动还是加速转动过程中，电池的化学能全部转化为线圈的动能和电路的焦耳热，故CD错误；
故选A。
5．B
【详解】
A．根据右手螺旋定则可知，通电螺线管内的磁感线与螺线管的中轴线平行，A错误
B．根据右手螺旋定则可知CD边处的磁感线方向水平向右，电流由C指向D，根据左手定则，CD受到的安培力竖直向下，B正确
C．U形电路的CD边与磁场垂直，其他两条边与磁场平行，所以只有CD边受到安培力作用，C错误
D．改变螺线管电流方向，CD边的安培力会反向，无法平衡，D错误
6．B
【详解】
直导线所在位置的磁感线水平向右，由左手定则可知，直导线所受安培力竖直向下，则由牛顿第三定律可知磁体所受导线的作用力竖直向上，可知磁体对地面的压力小于磁体的重力。
A．大于磁铁重力，与结论不相符，选项A错误；
B．小于磁铁重力，与结论相符，选项B正确；
C．等于磁铁重力，与结论不相符，选项C错误；
D．无法确定，与结论不相符，选项D错误；
故选B。
7．B
【详解】
A．磁感线是闭合的，在磁体的内部从S极到N极，外部从N极到S极，选项A错误；
B．磁感线的疏密程度表示该位置磁场的强弱，选项B正确；
C．若通电导线不受安培力作用，可能是电流方向与磁场方向平行，而该处不一定无磁场，选项C错误；
D．线圈平面与匀强磁场平行时，穿过该平面的磁通量为零，选项D错误。
故选B。
8．A
【详解】
根据左手定则：伸开左手，拇指与手掌垂直且共面，磁感线向里穿过手心，则手心朝左，四指指向电流方向，即四指向里，拇指指向安培力方向，即直导线所受的安培力方向是竖直向下，故选项A正确，B、C、D错误．
9．A
【详解】
赤道处的磁场方向从南向北，电流方向竖直向下，根据左手定则，安培力的方向向东。
故选A。
10．D
【详解】
由于三根导线中的电流大小相同，两两导线之间的距离相同，故两两导线之间的相互作用力的大小相同，设为，电流同向的导线之间表现为引力，电流反向的导线之间表现为斥力；
A、受力分析可得，L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直，故A错误；
B、受力分析可得，L2所受磁场作用力的方向与L1、L3所在平面平行，故B错误；
CD、根据几何关系如图
L2和L3所受磁场作用力大小为，L1所受磁场作用力大小为，L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为，故D正确，C错误；
故选D．
11．A
【详解】
试题分析：两平行导线电流方向相反，则两通电导线相互排斥．由于电流越强，产生的磁场B越强，根据F=BIL可知电流越大则相互作用力越大．
解：当电键S置于a处时电源为一节干电池电流的方向是M′MNN′，电流大小为Ia=，由于导线MM′与NN′中电流方向相反故两段导线相互排斥；当电键S置于b处时电源为两节干电池，电流的方向仍是M′MNN′，由于导线MM′与NN′中电流方向相反故两段导线相互排斥．又由于电路中灯泡电阻不变，
此时电路中电流大小为Ib=；
显然Ib＞Ia，MM′在NN′处的磁感应强度Ba＜Bb，应用安培力公式F=BIL可知Fa＜Fb．
综上所述这两段导线相互排斥，Fa＜Fb．故A正确，BCD错误，
故选A．
12．C
【详解】
设正方形边长为L，开始时通过线圈总电流为I，则导线框受安培力为
F=BIL
将接入点从两侧中点A、B换成对角点M、N，则导线框的电阻不变，电流仍为I，导线框的等效长度为L，则导线框受安培力为
F′=BIL=F
故选C。
13．B
【详解】
A．AC边与BD边所受安培力大小相等，由左手定则可知，方向相反，故A错误；
B．设AB边到x轴的距离为h，则AB边受到的安培力大小为
方向竖直向上，CD边受到的安培力大小为
方向竖直向下，由平衡可得，细线中拉力大小为
解得
故B正确；
C．由于AB边与CD边的距离不变，则两边所受安培力之差不变，则若仅将细线长度加长，线框始终在磁场内，则稳定后细线弹力不变，故C错误；
D．若仅将磁场调整为磁感应强度为B0的匀强磁场，方向不变，则AB边与CD边所受安培力大小相等，方向相反，由平衡可知，细线中的拉力与其重力等大反向，故D错误。
故选B。
14．BC
【详解】
AB． a、b两处的磁感应强度的大小不等，因b处的磁感线比a处密集，则Ba＜Bb，选项A错误，B正确；
CD．通电导线在磁场中某点所受的磁场力除了与B、I和L有关外，还与直导线放置的方法有关，则同一通电导线放在a处受力不一定比放在b处受力小，选项C正确，D错误。
故选BC。
15．BCD
【详解】
A．根据闭合电路欧姆定律可知，电流
金属棒的发热功率为
A错误；
C．根据受力平衡可知，安培力方向水平向右，则磁场方向竖直向上，C正确；
B．对金属棒进行受力分析可得
解得
选项B正确；
D．改变磁场方向，仍使金属棒静止在导轨上，磁感应强度最小时磁场的方向应垂直导轨向上，此时有
解得
选项D正确。
故选BCD。
16．BC
【详解】
A．指针稳定时偏转角度
偏转角度与电流大小成正比，表盘刻度均匀，A错误；
B．若电流表输入电流反向，线圈受力反向，指针反向偏转，B正确；
C．铝框在线圈转动过程中产生涡流，起电磁阻尼作用，让指针快速指向稳定的平衡位置，C正确；
D．线圈的磁通量一直为零，D错误。
故选BC。
17． 通电电流强度 放入磁场中导线的长度
【详解】
由安培力公式可知，通电导线所受到的磁场力的大小不仅与磁感应强度有关，还与通电电流强度和放入磁场中导线的长度有关。
18． 安培 上
【详解】
对导体棒受力分析可知，受到重力和支持力，又由于通电导体棒在磁场中，受到安培力作用，根据左手定则可知安培力方向沿斜面向上，根据F安=BIL可知，电流增大，安培力增大，根据受力分析可知导体棒将沿斜面向上运动．
19． 7.5×10-3N 竖直向下
【详解】
安培力的公式可得
地球的磁场的方向向北，电流的方向向西，由左手定则可得，安培力的方向竖直向下。
20．
【详解】
当磁场在虚线下方时，通电导线的等效长度为，受到的安培力方向竖直向上，设三角形导线框质量为m，则有：
当磁场在虚线上方时，通电导线的等效长度为，受到的安培力方向竖直向下，磁感应强度增大到原来的两倍，故此时有：
联立可得
21．(1)；(2) ，垂直斜面向上
【详解】
(1) 若匀强磁场方向竖直向上，为使导体棒静止在斜面上，根据共点力平衡得，
mgtanθ=BIL
解得：
(2) 根据三角形定则知，当安培力沿斜面向上时，安培力最小
mgsinθ=BIL
解得
B垂直斜面向上。
22．
【详解】
导体棒受最大静摩擦力沿导轨平面向上，此时滑动变阻器电阻为，导体棒受力如图所示
由平衡条件可知，沿斜面方向有
垂直于斜面方向有
安培力的大小
最大静摩擦力
由欧姆定律可得
联立解得
导体棒受最大静摩擦力沿导轨平面向下，此时滑动变阻器电阻为，导体棒受力如图所示
由平衡条件可知，沿斜面方向有
同理得
综合可得
23．（1）0.5Ω（2）0.3Ω
【详解】
（1）根据平衡条件有：
根据闭合电路的欧姆定律有：
解得：
R1=0.5Ω
（2）最大静摩擦力沿斜面向下，根据平衡条件有：
则有：
解得：
R2=0.3Ω
24．图甲
图乙
图丙
【详解】
电流、磁场和安培力三者之间的关系满足左手定则，根据左手定则分别判断后得出第三个量的方向如图所示。
图甲
图乙
图丙
答案第1页，共2页