1.1磁场对通电导线的作用力能力提升练（Word版含答案）

1.1 磁场对通电导线的作用力 能力提升练
一、单选题
1．如图，在直导线中通以垂直纸面向里的恒定电流I，P点位于导线右侧，则P点的磁场方向（　　）
A．向左 B．向右 C．向上 D．向下
2．如图所示，坐标系Oxyz处于匀强磁场中，有一条长0.6m的直导线沿Ox方向，通有大小为9A的电流，受到的安培力沿Oz方向，大小为2.7N。则该匀强磁场可能的方向和磁感应强度B的最小值为（　　）
A．平行于xOy平面，B=0.5T
B．平行于xOz平面，B=1.0T
C．平行于xOy平面，B=0.2T
D．平行于xOy平面，B=1.0T
3．如图所示，置于水平地面上的斜面体区域内加有竖直向上的匀强磁场，有一根细导体棒被水平放在斜面体上，当导体棒中通有垂直纸面向里的恒定电流时，导体棒和斜面体均处于静止状态，保持其他条件不变，使匀强磁场的磁感应强度增大，导体棒和斜面体仍保持静止，下列说法中正确的是（　　）
A．导体棒受到斜面的摩擦力一定减小
B．导体棒受到斜面的支持力一定减小
C．导体棒受到斜面的作用力保持不变
D．斜面体受到地面的摩擦力一定增大
4．关于磁感强度，下列说法中正确的是（ ）
A．磁感强度的方向，就是通电直导线在磁场中的受力方向
B．磁感强度大的地方，通电导线所受的力也一定大
C．磁感强度的方向是小磁针北极的受力方向
D．通电导线在某处所受磁场力为零，则该处的磁感强度一定为零
5．同一通电直导线，按四种方式放在同一匀强磁场中，如图通电导线受到安培力最大的是（　　）
A． B．
C． D．
6．一根长2m的直导线，通有1A的电流，把它放在B=0．2T的匀强磁场中，并与磁场方向垂直，导线所受的安培力大小是（ ）
A．0 B．0．4 N C．0．8 N D．0．2 N
7．―通电直导线用细线悬挂于匀强磁场中，磁场及电流方向如图所示．通电导线所受安培力的方向是（　　）
A．水平向左 B．水平向右 C．竖直向上 D．竖直向下
8．如图，正方形线框ABCD由四根相同的均匀导体棒连接而成，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A、B与直流电源两端相接。已知导体棒AB受到的安培力大小为F，则线框ABCD受到的安培力的大小为（　　）
A． B．F C． D．0
9．在等腰直角三角形的三个顶点、、处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，三条导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图。已知通有电流的长直导线在距离导线处产生的磁场的磁感应强度大小为，为常量，则导线、单位长度所受的磁场作用力大小之比为（　　）
A． B． C． D．
二、多选题
10．如图所示，两根光滑金属导轨平行放置，导轨所在平面与水平面间的夹角为θ.整个装置处于沿竖直方向的匀强磁场中．金属杆ab垂直导轨放置，当金属杆ab中通有从a到b的恒定电流I时，金属杆ab刚好静止．则（ ）．
A．磁场方向竖直向上
B．磁场方向竖直向下
C．金属杆ab受安培力的方向水平向右
D．金属杆ab受安培力的方向水平向左
11．如图所示，在长直通电导线MN附近有一个矩形闭合金属线圈ABCD，圈与导线放在光滑绝缘水平面上，且导线MN固定。下列说法正确的为（　　）
A．若MN中通有从N流向M的电流、且电流增大，则线圈的CD边受到向右的安培力
B．若MN中通有从N流向M的电流、且电流增大，则线圈ABCD会向右运动
C．如果MN中通有从N流向M的恒定电流，发现线圈中感应出A→B→C→D→A流向的电流，原因是线圈可能向左运动了
D．如果MN中通有从N流向M的恒定电流，且让线圈向右运动，则线圈有收缩趋势
三、解答题
12．如图所示，水平轨道MN与半径为R的竖直光滑圆弧轨道相切于N点．质量为m的小滑块A静止于P点．质量为M＝2m的小滑块B以速度v0向右运动，A、B碰后粘连在一起，已知A、B与水平面间的动摩擦因数为μ，MP和PN距离均为R，求：
（1）AB碰撞过程中损失的机械能？
（2）当v0的大小在什么范围时，两小球在圆弧轨道内运动时不会脱离圆弧轨道？已知重力加速度为g．
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
用安培定则判断通电直导线在P点上所产生的磁场方向是向下。
故选D。
2．A
【解析】
【详解】
根据左手定则，安培力必须与电流和磁场构成的平面垂直，故磁场的方向一定平行于xOy平面；当电流、磁场互相垂直的时候，安培力最小，所以最小的磁感应强度为
B==T=0.5T
故选A。
3．D
【解析】
【详解】
A. 根据左手定则可知导体棒受到的安培力水平向右，匀强磁场的磁感应强度增大时，根据F=BIL受到的安培力增大，对导体棒受力分析可知，摩擦力可能先减小后增大，也可能一直增大，故A错误；
B. 导体棒受到的支持力FN=mgcosθ+BILsinθ，导体棒受到的支持力一定增大，故B错误；
C. 导体棒受到斜面的支持力和摩擦力，由于摩擦力发生变化，故合力发生变化，故C错误；
D. 对整体受力分析可知f=BIL，故斜面体受到地面的摩擦力一定增大，故D正确．
故选D
点睛：根据左手定则判断出导体棒受到的安培力，根据F=BIL判断出受到的安培力大小的变化，利用整体法和隔离法判断出力的变化
4．C
【解析】
【详解】
A、通电导线在磁场中的受力方向由左手定则确定，安培力与磁场方向相互垂直；故A错误；
B、根据B=可知，通电导线受力与磁场强度无关；故B错误．
C、磁感强度的方向是小磁针北极的受力方向；故C正确；
D、通电导线在磁场中与磁场平行时，安培力为零；故通电导线在磁场中受磁场力为零时，该处的磁感应强度不一定为零；故D错误；
故选C．
5．B
【解析】
【详解】
根据安培力公式
可知通电导线受到安培力最大的是B项，故选B。
6．B
【解析】
【详解】
根据安培力的计算公式：=0.2×1×2=0.4N，所以选B
7．D
【解析】
【详解】
通电导线在磁场中所受安培力的方向可以通过左手定则判断，根据左手定则可知ABC项说法错误、D项说法正确，应选D．
【点睛】
通电导线在磁场中所受安培力的方向可以通过左手定则判断，伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向．
8．A
【解析】
【详解】
导体棒AB与导体棒ADCB相当并联电路，电阻之比与长度成下正比，则电阻之比为1:3，所以电流之比为3:1，所以导体棒DC安培力是导体棒AB安培力三分之一，导体棒AD与导体棒CB的安培力恰好大小相等方向相反，所以线框ABCD受到的安培力的大小为导体棒AB与导体棒DC的安培力之和，则线框ABCD受到的安培力的大小为，所以A正确；BCD错误；
故选A。
9．C
【解析】
【详解】
由题中条件及磁场叠加原理可得，设导线在处产生的磁感应强度大小为，方向垂直连线向上；则导线在处产生的磁感应强度大小为，垂直于连线向下，则合成后磁感应强度大小为。同样道理，、导线在处共同产生的磁感应强度大小为。则由安培力可得导线、单位长度所受的磁场作用力大小之比为。
故选C。
10．AC
【解析】
【详解】
试题分析：由于金属棒ab处于静止状态，而磁场方向竖直，根据左手定则可知，磁场方向一定是竖直向上，此时所受的安培力方向水平向右，故选项AC正确.
考点：左手定则；物体的平衡.
11．BC
【解析】
【详解】
AB．若MN中通有从N流向M的电流、且电流增大，根据右手螺旋定则可知，穿过线圈的磁场方向为垂直纸面向里，且逐渐变大，根据楞次定律可知，线圈中感应电流的方向为A→B→C→D→A，根据左手定则可知，CD边受到向左的安培力，AB边受向右的安培力，越靠近导线磁场越强，则线圈ABCD受到的向右的力大于向左的力，则线圈ABCD会向右运动，故A错误B正确；
C．如果MN中通有从N流向M的恒定电流，发现线圈中感应出A→B→C→D→A流向的电流，根据楞次定律可知，穿过线圈的磁通量增加，当线圈向左运动，磁通量增加，故C正确；
D．如果MN中通有从N流向M的恒定电流，且让线圈向右运动，则穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律可知，线圈有扩张的趋势，故D错误。
故选BC。
12．（1）；（2）或
【解析】
【详解】
（1）小滑块B运动到P时的速度设为，对B应用动能定理有，当ab粘在一起过程中，设ab粘在一起时的速度为，对ab应用瞬间动量守恒，有，应用功能关系可知ab碰撞过程中损失的机械能，解得：．
（2）A、B碰撞后的速度为v1，欲使A、B运动时不脱离圆弧轨道，有两种可能：
①当较小时A、B在圆弧上摆动，若A、B最高点恰好能到与圆心等高的位置，对A、B，从碰后到与圆心等高的地方，由动能定理有，联立得：；
②当较大时，A、B能够做完整的圆周运动．若A、B恰好做完整圆周运动时的情形，对A、B，从碰后运动到圆周最高点（设此时速度为v3）的过程中，由动能定理有，在最高点时，由牛顿第二定律得，联立得 ，综上所述，当或时，两小球在圆弧轨道内运动时不会脱离圆弧轨道．
点睛：本题考查了动量守恒定律、机械能守恒定律、圆周运动等规律，综合性较强，需在平时的学习中加强训练，同时要注意等于运动的过程的分析．
答案第1页，共2页
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