1.1 磁场对通电导线的作用力 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 练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 158.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-05-11 10:54:28 | ||
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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10小题；）
1. 两个大小相等的共点力 、 ，当它们间夹角为 时合力大小为 ，则当它们间夹角为 时，合力的大小为
A. B. C. D.
2. 如图，光滑水平桌面上， 和 是两条固定的平行长直导线，通以相等电流强度的恒定电流。通有顺时针方向电流的矩形线框位于两条导线的正中央，在 、 产生的磁场作用下处于静止状态，且有向外扩张的形变趋势，则 、 导线中的电流方向
A. 均向上 B. 均向下 C. 向上， 向下 D. 向下， 向上
3. 如图所示，两平行放置、长度均为 的直导线 和 放置在与导线所在平面垂直的匀强磁场中，当 导线通有电流强度为 导线中通过电流方向相反且电流强度为 的电流时， 导线受到的安培力为 导线受到的安培力为 ，则 导线的电流在 导线处产生的磁感应强度大小为
A. B. C. D.
4. 如图所示， 、 、 是等边三角形的三个顶点， 是 、 连线的中点。以 为坐标原点， 、 连线为 轴， 、 连线为 轴，建立坐标系。过 、 、 、 四个点各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等、方向向里的电流。则过 点的通电直导线所受安培力的方向为
A. 沿 轴正方向 B. 沿 轴负方向 C. 沿 轴正方向 D. 沿 轴负方向
5. 如图所示，有两根长均为 ，质量均为 的细导体棒 ，，其中 被水平放置在倾角为 的光滑绝缘斜面上， 被水平固定在斜面的右侧，且。 、 在同一水平面上保持相互平行。当两棒通以大小均为 的电流时， 恰好在斜面上保持静止，重力加速度为 ，下列关于 棒在 处产生的磁场的说法中，正确的是
A. 方向一定竖直向下 B. 方向一定竖直向上
C. 大小一定为 D. 大小一定为
6. 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，弹簧处于原长状态，此时台秤读数为 。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，当加上电流后，台秤读数为 ，则以下说法正确的是
A. ，弹簧长度将变长 B. ，弹簧长度将变短
C. ，弹簧长度将变长 D. ，弹簧长度将变短
7. 如图所示，接通电键 后，用绝缘细线悬于 点且可自由转动的通电直导线 将（从上向下看）
A. 端向下， 端向上，细线拉力不变
B. 端向下， 端向上，细线拉力变小
C. 逆时针转动，细线拉力变小
D. 顺时针转动，细线拉力变大
8. 如图所示，水平放置的两导轨 、 间的距离 ，垂直于导轨平面的竖直向上的匀强磁场的磁感应强度 ，垂直于导轨放置的 棒的质量 ，系在 棒中点的水平绳跨过定滑轮与重力 的物块相连。已知 棒与导轨间的动摩擦因数 ，电源的电动势 、内阻 ，导轨的电阻及 棒的电阻均不计。要想 棒处于静止状态，电阻 应在哪个范围内取值
A. B.
C. D. 无法确定
9. 在如图所示的 、 、 、 四幅图中，滑轮本身的重力忽略不计，滑轮的轴 安装在一根轻木杆 上，一根轻绳 绕过滑轮， 端固定在墙上， 端下面都挂一个质量为 的重物，当滑轮和重物都静止不动时，图 、 、 中杆 与竖直方向的夹角均为 ，图 中杆 在竖直方向上，假设 、 、 、 四幅图中滑轮受到木杆弹力的大小依次为 、 、 、 ，则以下判断中正确的是
A. B.
C. D.
10. 如图所示，一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套一个环。箱和杆的总质量为 ，环的质量为 ，已知环沿着杆加速下滑，环与杆的摩擦力大小为 ，此过程中箱子静止不动。则在这一过程中箱对地面的压力大小为
A. B. C. D.
二、解答题（共2小题；）
11. 如图所示，在倾角为 的斜面上，固定一宽 的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器 ．电源电动势 ，内阻 ，一质量 的金属棒 与两导轨垂直并接触良好，整个装置处于磁感应强度 、垂直于斜面向上的匀强磁场中（导轨与金属棒的电阻不计 ．金属导轨是光滑的，取 ，要保持金属棒在导轨上静止，求：
（1）金属棒所受到的安培力的大小．
（2）通过金属棒的电流的大小．
（3）滑动变阻器 接入电路中的阻值．
12. 如图 所示，把一个小球用一根不可伸长的轻质细线悬挂起来，就成为一个摆，摆长 ，最大摆角为 ，小球质量 ，重力加速度 。（；）求：
（1）小球摆到最低位置 时，小球速度 的大小；
（2）小球摆到最低位置 时，细线对小球的拉力 的大小；
（3）如图 所示，若在 点的正上方钉一个钉子 。当细线与钉子相碰时，钉子的位置越靠近小球，细线就越容易被拉断。请解释这一现象。
答案
1. B
【解析】当两个力之间的夹角为 时合力大小为 ，根据平行四边形定则，知 。当两个力夹角为 时，根据平行四边形定则知，。故B正确，A、C、D错误。
2. C
3. C
【解析】 、 中电流方向相反，两导线之间的安培力为斥力，设大小为 对 有：，对 有：，解两式得：，对于导线 ，，解得：，C项正确。
4. B
5. C
【解析】通电导体 处于通电导体 的磁场中，无法判断出出通电 棒在 处产生的磁场方向，故AB错误；
恰好在斜面上保持静止，此时 棒受到的安培力一定是水平向右的，则水平向右的安培力、支持力与重力，处于平衡状态，因夹角为 ，则大小 ，故C正确，D错误。
6. B
7. D
【解析】用右手螺旋定则判断 型电磁铁的磁场。根据直导线两端所处的磁场，利用左手定则，判断得出 端受力水平且垂直纸面向里， 端受力水平且垂直纸面向外，所以俯视顺时针转动。若当 垂直于纸面时，根据左手定则，直导线受力向下，所以拉力变大。
8. A
9. B
【解析】设滑轮两边细绳的夹角为 ，对重物进行受力分析，可得绳子拉力等于重物重力 ，滑轮受到木杆弹力 等于细绳拉力的合力，即 ，由夹角关系可得 。
10. D
【解析】以箱子为研究对象，箱子受到重力 、地面的支持力 和环对箱子向下的滑动摩擦力 ，根据平衡条件得：
根据牛顿第三定律得箱对地面的压力大小：
。
11. （1）
【解析】金属棒静止在金属导轨上受力平衡，如图所示 ，代入数据得 ．
（2）
【解析】由 ，得 ．
（3）
【解析】设滑动变阻器接入电路的阻值为 ，根据闭合电路欧姆定律得：
解得 ．
12. （1）
【解析】由动能定理：，代入数据解得 。
（2）
【解析】由牛顿第二定律得：，故细线对小球的拉力 。
（3） 当在 点的正上方钉一个钉子 ，
设钉子的位置到 点的距离为 ，则根据牛顿第二定律得：，
所以 ，可见当钉子的位置越靠近小球， 越小时，细线的拉力 就会越大，细线就容易断。
第1页（共1 页）
一、单项选择题（共10小题；）
1. 两个大小相等的共点力 、 ，当它们间夹角为 时合力大小为 ，则当它们间夹角为 时，合力的大小为
A. B. C. D.
2. 如图，光滑水平桌面上， 和 是两条固定的平行长直导线，通以相等电流强度的恒定电流。通有顺时针方向电流的矩形线框位于两条导线的正中央，在 、 产生的磁场作用下处于静止状态，且有向外扩张的形变趋势，则 、 导线中的电流方向
A. 均向上 B. 均向下 C. 向上， 向下 D. 向下， 向上
3. 如图所示，两平行放置、长度均为 的直导线 和 放置在与导线所在平面垂直的匀强磁场中，当 导线通有电流强度为 导线中通过电流方向相反且电流强度为 的电流时， 导线受到的安培力为 导线受到的安培力为 ，则 导线的电流在 导线处产生的磁感应强度大小为
A. B. C. D.
4. 如图所示， 、 、 是等边三角形的三个顶点， 是 、 连线的中点。以 为坐标原点， 、 连线为 轴， 、 连线为 轴，建立坐标系。过 、 、 、 四个点各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等、方向向里的电流。则过 点的通电直导线所受安培力的方向为
A. 沿 轴正方向 B. 沿 轴负方向 C. 沿 轴正方向 D. 沿 轴负方向
5. 如图所示，有两根长均为 ，质量均为 的细导体棒 ，，其中 被水平放置在倾角为 的光滑绝缘斜面上， 被水平固定在斜面的右侧，且。 、 在同一水平面上保持相互平行。当两棒通以大小均为 的电流时， 恰好在斜面上保持静止，重力加速度为 ，下列关于 棒在 处产生的磁场的说法中，正确的是
A. 方向一定竖直向下 B. 方向一定竖直向上
C. 大小一定为 D. 大小一定为
6. 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，弹簧处于原长状态，此时台秤读数为 。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，当加上电流后，台秤读数为 ，则以下说法正确的是
A. ，弹簧长度将变长 B. ，弹簧长度将变短
C. ，弹簧长度将变长 D. ，弹簧长度将变短
7. 如图所示，接通电键 后，用绝缘细线悬于 点且可自由转动的通电直导线 将（从上向下看）
A. 端向下， 端向上，细线拉力不变
B. 端向下， 端向上，细线拉力变小
C. 逆时针转动，细线拉力变小
D. 顺时针转动，细线拉力变大
8. 如图所示，水平放置的两导轨 、 间的距离 ，垂直于导轨平面的竖直向上的匀强磁场的磁感应强度 ，垂直于导轨放置的 棒的质量 ，系在 棒中点的水平绳跨过定滑轮与重力 的物块相连。已知 棒与导轨间的动摩擦因数 ，电源的电动势 、内阻 ，导轨的电阻及 棒的电阻均不计。要想 棒处于静止状态，电阻 应在哪个范围内取值
A. B.
C. D. 无法确定
9. 在如图所示的 、 、 、 四幅图中，滑轮本身的重力忽略不计，滑轮的轴 安装在一根轻木杆 上，一根轻绳 绕过滑轮， 端固定在墙上， 端下面都挂一个质量为 的重物，当滑轮和重物都静止不动时，图 、 、 中杆 与竖直方向的夹角均为 ，图 中杆 在竖直方向上，假设 、 、 、 四幅图中滑轮受到木杆弹力的大小依次为 、 、 、 ，则以下判断中正确的是
A. B.
C. D.
10. 如图所示，一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套一个环。箱和杆的总质量为 ，环的质量为 ，已知环沿着杆加速下滑，环与杆的摩擦力大小为 ，此过程中箱子静止不动。则在这一过程中箱对地面的压力大小为
A. B. C. D.
二、解答题（共2小题；）
11. 如图所示，在倾角为 的斜面上，固定一宽 的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器 ．电源电动势 ，内阻 ，一质量 的金属棒 与两导轨垂直并接触良好，整个装置处于磁感应强度 、垂直于斜面向上的匀强磁场中（导轨与金属棒的电阻不计 ．金属导轨是光滑的，取 ，要保持金属棒在导轨上静止，求：
（1）金属棒所受到的安培力的大小．
（2）通过金属棒的电流的大小．
（3）滑动变阻器 接入电路中的阻值．
12. 如图 所示，把一个小球用一根不可伸长的轻质细线悬挂起来，就成为一个摆，摆长 ，最大摆角为 ，小球质量 ，重力加速度 。（；）求：
（1）小球摆到最低位置 时，小球速度 的大小；
（2）小球摆到最低位置 时，细线对小球的拉力 的大小；
（3）如图 所示，若在 点的正上方钉一个钉子 。当细线与钉子相碰时，钉子的位置越靠近小球，细线就越容易被拉断。请解释这一现象。
答案
1. B
【解析】当两个力之间的夹角为 时合力大小为 ，根据平行四边形定则，知 。当两个力夹角为 时，根据平行四边形定则知，。故B正确，A、C、D错误。
2. C
3. C
【解析】 、 中电流方向相反，两导线之间的安培力为斥力，设大小为 对 有：，对 有：，解两式得：，对于导线 ，，解得：，C项正确。
4. B
5. C
【解析】通电导体 处于通电导体 的磁场中，无法判断出出通电 棒在 处产生的磁场方向，故AB错误；
恰好在斜面上保持静止，此时 棒受到的安培力一定是水平向右的，则水平向右的安培力、支持力与重力，处于平衡状态，因夹角为 ，则大小 ，故C正确，D错误。
6. B
7. D
【解析】用右手螺旋定则判断 型电磁铁的磁场。根据直导线两端所处的磁场，利用左手定则，判断得出 端受力水平且垂直纸面向里， 端受力水平且垂直纸面向外，所以俯视顺时针转动。若当 垂直于纸面时，根据左手定则，直导线受力向下，所以拉力变大。
8. A
9. B
【解析】设滑轮两边细绳的夹角为 ，对重物进行受力分析，可得绳子拉力等于重物重力 ，滑轮受到木杆弹力 等于细绳拉力的合力，即 ，由夹角关系可得 。
10. D
【解析】以箱子为研究对象，箱子受到重力 、地面的支持力 和环对箱子向下的滑动摩擦力 ，根据平衡条件得：
根据牛顿第三定律得箱对地面的压力大小：
。
11. （1）
【解析】金属棒静止在金属导轨上受力平衡，如图所示 ，代入数据得 ．
（2）
【解析】由 ，得 ．
（3）
【解析】设滑动变阻器接入电路的阻值为 ，根据闭合电路欧姆定律得：
解得 ．
12. （1）
【解析】由动能定理：，代入数据解得 。
（2）
【解析】由牛顿第二定律得：，故细线对小球的拉力 。
（3） 当在 点的正上方钉一个钉子 ，
设钉子的位置到 点的距离为 ，则根据牛顿第二定律得：，
所以 ，可见当钉子的位置越靠近小球， 越小时，细线的拉力 就会越大，细线就容易断。
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