1.1 磁场对通电导线的作用力 同步练习（word版含答案）

1.1 磁场对通电导线的作用力 同步练习
一、单选题
1．质量为的导体棒静止于宽度为的水平导轨上，导体棒与水平导轨垂直，通过导体棒的电流为，匀强磁场的磁感应强度大小为、方向垂直于导体棒且与导轨平面成角斜向下，如图所示．取。导体棒所受导轨的支持力大小为（　　）
A．0 B． C． D．
2．为了降低潜艇噪音，科学家设想用电磁推进器替代螺旋桨。装置的截面图如图所示，电磁推进器用绝缘材料制成海水管道，马鞍形超导线圈形成如图所示的磁场，现潜艇在前进过程中海水正源源不断地被推向纸外。则下列说法正确的是（　　）
A．图中所接电源为直流电源，a极为电源正极
B．同时改变磁场方向和电源正负极可实现潜艇倒退
C．加速阶段，海水对潜艇的力与潜艇对海水的力的大小相等
D．电源输出的能量完全转化为海水的动能和潜艇的动能
3．如图所示，通电直导线ab在磁铁上方能自由活动，当导线通入图示电流后，ab的运动情况是（从上向下看）（　　）
A．逆时针转动 B．顺时针转动
C．逆时针转动且向下运动 D．顺时针转动且向下运动
4．如图所示，一段导线位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向（垂直于纸面向里）垂直。线段、和的长度均为L，且。流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示。导线段所受到的磁场的作用力的合力为（　　）
A．方向沿纸面向上，大小为 B．方向沿纸面向上，大小为
C．方向沿纸面向下，大小为 D．方向沿纸面向下，大小为
5．两个完全相同的弹簧秤竖直放置，下方悬挂一粗细均匀的水平直导线ab，长度为L。整个装置处在垂直于纸面向里的匀强磁场中，如图所示。若在ab中通入由a到b的恒定电流I，其中一个弹簧秤的示数为F1，若将电流反向，大小变为2I，则其中一个弹簧秤的示数为F2.下列说法正确的是（　　）
A．直导线ab的质量 B．直导线ab的质量
C．匀强磁场的磁感应强度 D．匀强磁场的磁感应强度
6．倾角为θ的光滑固定斜面体处于竖直向下的匀强磁场中，在斜面上有一根长为L、质量为m的导线，导线与磁场垂直，导线中电流为I，方向如图所示，导线恰能保持静止，重力加速度为g。则磁感应强度B的大小为（　　）
A． B．
C． D．
7．如题图（俯视图）所示，粗糙水平面上固定一通电长直导线MN，长直导线周围磁场的磁感应强度大小，式中常量，I为电流强度，r为距导线的距离。在该直导线右侧有一质量为m的单匝矩形线圈abcd，ad边与MN平行，且距MN距离为L。该线圈内通有逆时针方向的恒定电流，线圈与水平面间动摩擦因数为μ，且。当MN内通以电流强度为的电流时线圈恰能保持静止，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。则此时矩形线圈abcd内的电流强度大小是（　　）
A． B． C． D．
8．如图所示，利用电流天平可以测量匀强磁场的磁感应强度，电流天平的右臂挂着矩形线圈，匝数为n=5，线圈的水平边长为L=10cm，bc边处于匀强磁场内，磁感应强度B的方向与线圈平面垂直，当线圈中通过电流I=0.1A时，调节砝码使两臂达到平衡，然后使电流反向；大小不变，这时需要在左盘中增加质量为m=10g的砝码，才能使两臂达到新的平衡。则测得的磁感应强度大小为（　　）
A．T B．1T C．2T D．4T
二、多选题
9．关于静电场与磁场，下列说法正确的是（　　）
A．尽管电场线与磁感线都是假想线，但电场与磁场都是客观真实存在的
B．电荷在电场中某点所受电场力的方向就是该点电场强度的方向
C．同一线圈放在磁感应强度大的磁场中可能比放在磁感应强度小的磁场中磁通量小
D．电流元在磁场中某处受到的安培力为F，则该处的磁感应强度大小
10．如图所示，间距为的两平行固定金属导轨上端接有电动势为、内阻为的直流电源，导轨与水平面的夹角为，空间存在方向垂直导轨平面向上、磁感应强度大小为的匀强磁场。现把一个质量为的导体棒放在金属导轨上，导体棒能静止在导轨上。导体棒的有效电阻为，其余电阻不计，重力加速度大小为。下列说法正确的是（　　）
A．通过导体棒的电流为
B．导体棒受到的安培力大小为
C．导体棒受到的摩擦力大小为
D．导体棒与导轨间的动摩擦因数不小于0.7
11．以下四幅图中，通电直导线在匀强磁场中受到了安培力作用的是（　　）
A． B．
C． D．
12．将一段裸铜导线弯成如图所示形状的线框，将它置于一节5号干电池上电动势为（线框上端的弯折处与正极接触良好），一块圆柱形强磁铁吸附在电池的负极，使铜导线框下面的两端、与磁铁表面保持良好接触，放手后线框就会开始转动，成为一个“简易电动机”，如图所示。若整个电路电阻为，下列说法中正确的是（　　）
A．线框能够转动是因为受到了安培力
B．电池的输出功率等于线框转动的机械功率
C．如果磁铁吸附在电池负极的磁极调换一下，线框转动的方向也随之改变
D．回路电流
三、实验题
13．小贾同学在学习安培力后，设计了如图所示的装置来测定磁极间的磁感应强度。根据实验主要步骤完成填空：
（1）在弹簧测力计下端挂一个匝数为的矩形线框，将线框的下短边完全置于形磁铁的、极之间的磁场中，并使线框的短边水平，磁场方向与矩形线框的平面___________；
（2）在电路未接通时，记录线框静止时弹簧测力计的读数；
（3）闭合开关，调节滑动变阻器使电流表读数为，记录线框静止时弹簧测力计的读数（），则线框所受安培力大小为___________，方向为___________；
（4）用刻度尺测出矩形线框短边的长度；
（5）利用上述数据可得待测磁场的磁感应强度___________。
14．如图所示为“探究磁场对通电导线的作用”的部分实验装置，通电导线与磁场方向垂直。请根据下面的实验操作按要求填空。
（1）在探究安培力F与电流I的对应关系时，保持磁场及线框不变，只改变电流的大小，记录电流表的读数I1，I2，I3，…，测出对应的安培力F1，F2，F3，…，通过实验可发现，磁场对通电导线作用力的大小与电流大小成正比，实验中所采用的实验方法是_______（选填 “等效替代法”、“控制变量法”或“理想模型法”）。
（2）如图所示分别接通“1、4”和“2、3”，发现导线偏转的角度不同，说明导线受到的力的大小与________有关。
（3）只上下交换磁极的位置以改变磁场方向，导线受力的方向 _______（选填“改变”或“不改变”）。
（4）只改变导线中电流的方向，导线受力的方向 ________（选填“改变”或“不改变”）。
四、解答题
15．如图所示，在同一平面的两光滑导轨相互平行，与水平面间的夹角为37°，相距2m，并处于竖直向上的匀强磁场中，一根质量为0.8Kg的金属棒ab放在导轨上，与导轨垂直，通以如图所示的电流。当金属棒中的电流为5A时，金属棒向上做匀速直线运动，当金属棒中的电流增加到8A时，金属棒将获得加速度a。重力加速度为求：
（1）磁场的磁感应强度；
（2）加速度a的大小。
16．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，通以5 A的电流时，质量为0.36 kg的金属棒MN沿导轨做匀速运动；当棒中电流增大到8 A时，棒能获得2 m/s2的加速度。已知金属棒受到的磁场力方向水平，求匀强磁场的磁感应强度的大小。
17．如图所示，在倾角θ=30°的绝缘斜面上，固定着宽度d=2m的平行金属导轨，导轨所接电源的电动势E=12V、内阻r=1.0Ω。闭合开关S后，将一质量m=0.4kg、长度d=2m、电阻R0=2.0Ω的金属棒ab垂直放置在导轨上，移动滑动变阻器的滑片，金属棒ab在导轨上始终静止。整个装置处于垂直于斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小B=0.5T。金属棒ab与导轨间的动摩擦因数μ=，若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，导轨和导线电阻不计，取重力加速度大小g=10m/s2，求：
（1）金属棒ab受到的安培力可能的最大值；
（2）滑动变阻器接入电路中的阻值可能的最大值。
18．在垂直纸面向里的有界匀强磁场中，一宽d＝0.5m、高h＝0.8m的单匝矩形闭合导体用轻质细线悬挂在天花板上，矩形导体的在磁场内，在磁场外，如图所示。已知闭合导体的质量为0.5kg，当导体中通有逆时针方向、I＝10A的电流时，细线中的张力T＝3N，取重力加速度大小，求：
（1）匀强磁场的磁感应强度大小B；
（2）穿过闭合导体的磁通量。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
2．C
3．D
4．A
5．C
6．C
7．A
8．B
9．AC
10．AB
11．AD
12．AC
13． 垂直 竖直向下
14． 控制变量法 导线长度 改变 改变
15．（1）；（2）
16．
17．（1）3.2N；（2）12Ω
18．（1）0.4T；（2）