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 | docx | ||
| 文件大小 | 837.4KB | ||
| 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 19:06:29 | ||
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文档简介
1.1 磁场对通电导线的作用力 同步练习
一、单选题
1．下列关于导体在磁场中受力的说法中，正确的是（ ）
A．通电导体在磁场中一定受到力的作用
B．通电导体在磁场中有时不受到力的作用
C．通电导体中的电流方向与磁场方向不平行也不垂直时，不会受到力的作用
D．只要导体放入磁场中，无论是否通电都会受到力的作用
2．小明在课后用铜丝自制了一个“心”形的线圈，他把一节干电池的正极朝上放在一个强磁铁上，强磁铁的S极朝上，N极朝下，然后把制成的线圈如图所示放在电池上，顶端搁在电池的正极，下部分和磁铁接触，忽各接触面上的摩擦力，从上往下看，则（ ）
A．线圈做逆时针转动 B．线圈做顺时针转动
C．线圈不会转动 D．转动方向无法判断
3．如图所示，两个完全相同的闭合导线环挂在光滑绝缘的水平横杆上，当导线环中通有同向电流时，两导线环的运动情况是（ ）
A．互相吸引，电流大的环其加速度也大
B．互相排斥，电流小的环其加速度较大
C．互相吸引，两环加速度大小相同
D．互相排斥，两环加速度大小相同
4．如图所示，三根互相平行的固定长直导线L1、L2和L3，其位置构成图示顶角为120°的等腰三角形。L2和L3中通有同向等大电流I，L1中通有反向电流I′。若导线间距离远大于导线直径，则（ ）
A．L1受到的磁场作用力为零
B．L1受到的磁场作用力方向与L2、L3所在平面平行
C．当L3中的电流反向、大小不变时，L1受到的磁场作用力大小变为原先的倍
D．当L3中的电流反向、大小不变时，L1受到的磁场作用力大小变为原先的倍
5．如图所示，纸面内有一半径为R的单匝环形闭合线圈，线圈中通有恒定电流I，整个环形线圈处于垂直纸面的匀强磁场中（图中未画出），磁感应强度大小为B。则该环形线圈所受磁场作用力大小为（ ）
A．0 B．BIR
C．2BIR D．2πBIR
6．如图所示，真空匀强磁场中，一质量为m的直导线两端用两平行绝缘细线悬挂于O、O′两点，O、O′间距离为L。当导线中通入电流I，导线再次保持静止时，两悬线与竖直方向夹角均为θ=30°。则匀强磁场的磁感应强度的最小值为（ ）
A． B． C． D．
7．如图甲所示为某磁电式电流表的原理图，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，如图乙所示，一边长为L的正方形线圈处在磁场中，线圈a、b边所在的位置磁感应强度的大小都为B。当通有大小为I、方向如图乙的电流时，下列说法正确的是（ ）
A．由于线圈a、b边所在的位置磁感应强度的大小都为B，则该磁场为匀强磁场
B．穿过正方形线圈的磁通量大小为BL2
C．正方形线圈的左边导线受到大小为BIL、方向向上的安培力
D．正方形线圈的右边导线受到大小为BIL、方向向上的安培力
8．如图，注有水银的玻璃杯侧面底部装一导体柱与电源负极相连，条形磁铁竖直固定在玻璃杯底部中心，磁铁上方O点通过绝缘支架吊一可自由转动的直铜棒，其上端与电源正极相连，下端浸入水银中。由于水银的密度比铜大，铜棒静止时处于倾斜状态。闭合开关S，铜棒、水银、导体柱和电源就构成了一个回路，可观察到的现象是（ ）
A．铜棒会以磁铁棒为轴转动
B．与闭合S前相比，铜棒与竖直方向的夹角不变且仍静止
C．与闭合S前相比，铜棒与竖直方向的夹角会减小但仍可静止
D．与闭合S前相比，铜棒与竖直方向的夹角会增大但仍可静止
9．如图所示，导体棒MN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MN垂直并与导轨平面成θ角斜向上方，闭合开关，缓慢转动磁场使θ逐渐增大至90°，其余不变，导体棒始终静止，忽电磁感应现象的影响，在此过程中（ ）
A．导体棒受安培力方向水平向右
B．导体棒所受安培力增大
C．导轨对导体棒支持力增大
D．导体棒受到的摩擦力增大
10．如图所示，通电导线在纸面内由Ⅰ位置绕垂直纸面的固定轴转到Ⅱ位置，其他条件不变，该导线所受安培力大小( )
A．变大 B．变小
C．不变 D．不能确定
11．如图所示，水平导轨接有电源，导轨上固定有三根用同种材料制作的导体棒a、b、c，其中b最短，c为直径与b等长的半圆，导体的电阻与其长度成正比，导轨电阻不计。现将装置置于向下的匀强磁场中，接通电源后，三根导体棒中均有电流通过，则它们受到安培力的大小关系为（ ）
A．Fa>Fb=Fc B．Fa=Fb>Fc C．Fa=Fb=Fc D．Fa>Fb>Fc
12．如图所示，弯折导线ABC中通有图中所示方向的电流，，，置于与导线ABC所在平面平行的匀强磁场中，此时导线ABC所受安培力最大，大小为2N，现将整段导线以过B点且垂直ABC所在平面的直线为轴顺时针转动30°角，此时导线受到的安培力大小为（ ）
A． B． C．1N D．
13．如图所示，在光滑绝缘四分之一圆弧轨道上，有一与圆弧轨道垂直的质量为m、长度为L的通电导体棒，导体棒处于静止状态，空间存在与纸面平行的匀强磁场（图中未画出），导体棒内电流大小为I，重力加速度为g，图中，则磁感应强度大小不可能为（ ）
A． B． C． D．
14．如图所示，在边长为L的正方体的4条竖直棱处放置半径远小于L的长直通电直导线（正方体外的导线并未画出），其中直导线中的电流为I，方向竖直向上；直导线中的电流为I，方向竖直向下。在正方体的正中间放置电流为，方向竖直向上的通电直导线O。已知长直导线在周围产生的磁场的磁感应强度为，式中k是常数、I是导线中电流、r为点到导线的距离。要使直导线O静止不动，则施加在直导线O的外力的大小及方向分别为（ ）
A．，垂直纸面向里 B．，垂直纸面向外
C．，垂直纸面向外 D．，水平向左
15．如图所示，纸面内A、B两点间连接有四段导线ACB、ADB、AEB、AFB，四段导线的粗细相同、材料相同，电阻与长度成正比。匀强磁场垂直于纸面向里。现给MN两端加上电压，则下列说法正确的是（ ）
A．四段导线受到的安培力的方向不相同
B．ADB段受到的安培力最小
C．AEB段受到的安培力比AFB的要大
D．四段导线受到的安培力的大小相等
二、填空题
16．如图所示，把长为的导体棒置于竖直向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为，导体棒与磁场方向垂直，棒中通有电流，则导体棒所受安培力的大小为___________。
17．如图所示为“旋转液体的实验”装置。盛有液体的玻璃容器放入蹄形磁铁中，蹄形磁铁内的磁场视为匀强磁场，磁感应强度B=0.2T，容器内侧边缘和中心分别通过电极与电源的正极、负极相连接。玻璃容器的横截面的半径a=0.05m，电源的电动势E=6V，内阻r=2Ω，限流电阻R0=8Ω，闭合开关液体开始旋转，经足够长时间后，电压表的示数恒为4V，则由上往下看，液体________旋转（填“顺时针”或“逆时针”），液体所受的安培力大小为_____________N。
18．一根长为0.1m的导线，用两根细绳悬挂着，当通以方向如图所示、大小为3A的电流时，则导线受到的安培力大小为，则该处的磁感应强度B的大小是______T；如果该导线的长度和电流都减小一半，则该处的磁感应强度B的大小是______T。
19．如图，等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成，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M、N与直流电源两端相接，已如导体棒MN受到的安培力大小为F，则线框LMN受到的安培力的大小为_______F。
三、解答题
20．如图，在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线，直线长度均为L，电流强度为I，磁感应强度为B，求各导线所受到的安培力。
21．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。
22．如图所示，电源电动势为E，内阻为r，宽度为L的固定光滑导轨与水平面的夹角为，匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面向上，长度也为L的金属杆（电阻不计）垂直导轨水平放置。调节电阻箱的电阻，当回路中通过的电流为I时，金属杆恰好静止。重力加速度为g。求：
（1）此时电阻箱的电阻R；
（2）金属杆的质量。
23．如图，足够长平行导轨与水平面的夹角，导轨宽L=0.8m。质量m=0.6kg、长L=0.8m的金属杆ab水平放置在导轨上，电源电动势E=9V、内阻r=0.5Ω，金属杆的电阻R1=1.5Ω，导轨电阻不计，金属轩与导轨垂直且接触良好。空间存在着竖直向下的匀强磁场。当电阻箱的电阻R2=1Ω时，闭合开关S，金属杆恰好能静止。已知金属杆与导轨间的摩擦因数=0.5，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。
（1）求磁感应强度的大小范围；
（2）若磁感应强度取最大值，并把电阻箱的电阻调为，其他条件不变，闭合开关S的同时由静止释放金属杆，求此时金属杆的加速度。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．A
3．C
4．D
5．A
6．A
7．C
8．A
9．D
10．C
11．B
12．A
13．B
14．A
15．C
16．BIL
17． 逆时针 ##0.002
18． 0.2 0.2
19．1.5F
20．FA＝BILcosα；FB＝BIL；；FD＝2BIR；FE＝0
21．（1）；（2）
22．（1）；（2）
23．（1）；（2），方向沿斜面向上
答案第1页，共2页
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一、单选题
1．下列关于导体在磁场中受力的说法中，正确的是（ ）
A．通电导体在磁场中一定受到力的作用
B．通电导体在磁场中有时不受到力的作用
C．通电导体中的电流方向与磁场方向不平行也不垂直时，不会受到力的作用
D．只要导体放入磁场中，无论是否通电都会受到力的作用
2．小明在课后用铜丝自制了一个“心”形的线圈，他把一节干电池的正极朝上放在一个强磁铁上，强磁铁的S极朝上，N极朝下，然后把制成的线圈如图所示放在电池上，顶端搁在电池的正极，下部分和磁铁接触，忽各接触面上的摩擦力，从上往下看，则（ ）
A．线圈做逆时针转动 B．线圈做顺时针转动
C．线圈不会转动 D．转动方向无法判断
3．如图所示，两个完全相同的闭合导线环挂在光滑绝缘的水平横杆上，当导线环中通有同向电流时，两导线环的运动情况是（ ）
A．互相吸引，电流大的环其加速度也大
B．互相排斥，电流小的环其加速度较大
C．互相吸引，两环加速度大小相同
D．互相排斥，两环加速度大小相同
4．如图所示，三根互相平行的固定长直导线L1、L2和L3，其位置构成图示顶角为120°的等腰三角形。L2和L3中通有同向等大电流I，L1中通有反向电流I′。若导线间距离远大于导线直径，则（ ）
A．L1受到的磁场作用力为零
B．L1受到的磁场作用力方向与L2、L3所在平面平行
C．当L3中的电流反向、大小不变时，L1受到的磁场作用力大小变为原先的倍
D．当L3中的电流反向、大小不变时，L1受到的磁场作用力大小变为原先的倍
5．如图所示，纸面内有一半径为R的单匝环形闭合线圈，线圈中通有恒定电流I，整个环形线圈处于垂直纸面的匀强磁场中（图中未画出），磁感应强度大小为B。则该环形线圈所受磁场作用力大小为（ ）
A．0 B．BIR
C．2BIR D．2πBIR
6．如图所示，真空匀强磁场中，一质量为m的直导线两端用两平行绝缘细线悬挂于O、O′两点，O、O′间距离为L。当导线中通入电流I，导线再次保持静止时，两悬线与竖直方向夹角均为θ=30°。则匀强磁场的磁感应强度的最小值为（ ）
A． B． C． D．
7．如图甲所示为某磁电式电流表的原理图，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，如图乙所示，一边长为L的正方形线圈处在磁场中，线圈a、b边所在的位置磁感应强度的大小都为B。当通有大小为I、方向如图乙的电流时，下列说法正确的是（ ）
A．由于线圈a、b边所在的位置磁感应强度的大小都为B，则该磁场为匀强磁场
B．穿过正方形线圈的磁通量大小为BL2
C．正方形线圈的左边导线受到大小为BIL、方向向上的安培力
D．正方形线圈的右边导线受到大小为BIL、方向向上的安培力
8．如图，注有水银的玻璃杯侧面底部装一导体柱与电源负极相连，条形磁铁竖直固定在玻璃杯底部中心，磁铁上方O点通过绝缘支架吊一可自由转动的直铜棒，其上端与电源正极相连，下端浸入水银中。由于水银的密度比铜大，铜棒静止时处于倾斜状态。闭合开关S，铜棒、水银、导体柱和电源就构成了一个回路，可观察到的现象是（ ）
A．铜棒会以磁铁棒为轴转动
B．与闭合S前相比，铜棒与竖直方向的夹角不变且仍静止
C．与闭合S前相比，铜棒与竖直方向的夹角会减小但仍可静止
D．与闭合S前相比，铜棒与竖直方向的夹角会增大但仍可静止
9．如图所示，导体棒MN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MN垂直并与导轨平面成θ角斜向上方，闭合开关，缓慢转动磁场使θ逐渐增大至90°，其余不变，导体棒始终静止，忽电磁感应现象的影响，在此过程中（ ）
A．导体棒受安培力方向水平向右
B．导体棒所受安培力增大
C．导轨对导体棒支持力增大
D．导体棒受到的摩擦力增大
10．如图所示，通电导线在纸面内由Ⅰ位置绕垂直纸面的固定轴转到Ⅱ位置，其他条件不变，该导线所受安培力大小( )
A．变大 B．变小
C．不变 D．不能确定
11．如图所示，水平导轨接有电源，导轨上固定有三根用同种材料制作的导体棒a、b、c，其中b最短，c为直径与b等长的半圆，导体的电阻与其长度成正比，导轨电阻不计。现将装置置于向下的匀强磁场中，接通电源后，三根导体棒中均有电流通过，则它们受到安培力的大小关系为（ ）
A．Fa>Fb=Fc B．Fa=Fb>Fc C．Fa=Fb=Fc D．Fa>Fb>Fc
12．如图所示，弯折导线ABC中通有图中所示方向的电流，，，置于与导线ABC所在平面平行的匀强磁场中，此时导线ABC所受安培力最大，大小为2N，现将整段导线以过B点且垂直ABC所在平面的直线为轴顺时针转动30°角，此时导线受到的安培力大小为（ ）
A． B． C．1N D．
13．如图所示，在光滑绝缘四分之一圆弧轨道上，有一与圆弧轨道垂直的质量为m、长度为L的通电导体棒，导体棒处于静止状态，空间存在与纸面平行的匀强磁场（图中未画出），导体棒内电流大小为I，重力加速度为g，图中，则磁感应强度大小不可能为（ ）
A． B． C． D．
14．如图所示，在边长为L的正方体的4条竖直棱处放置半径远小于L的长直通电直导线（正方体外的导线并未画出），其中直导线中的电流为I，方向竖直向上；直导线中的电流为I，方向竖直向下。在正方体的正中间放置电流为，方向竖直向上的通电直导线O。已知长直导线在周围产生的磁场的磁感应强度为，式中k是常数、I是导线中电流、r为点到导线的距离。要使直导线O静止不动，则施加在直导线O的外力的大小及方向分别为（ ）
A．，垂直纸面向里 B．，垂直纸面向外
C．，垂直纸面向外 D．，水平向左
15．如图所示，纸面内A、B两点间连接有四段导线ACB、ADB、AEB、AFB，四段导线的粗细相同、材料相同，电阻与长度成正比。匀强磁场垂直于纸面向里。现给MN两端加上电压，则下列说法正确的是（ ）
A．四段导线受到的安培力的方向不相同
B．ADB段受到的安培力最小
C．AEB段受到的安培力比AFB的要大
D．四段导线受到的安培力的大小相等
二、填空题
16．如图所示，把长为的导体棒置于竖直向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为，导体棒与磁场方向垂直，棒中通有电流，则导体棒所受安培力的大小为___________。
17．如图所示为“旋转液体的实验”装置。盛有液体的玻璃容器放入蹄形磁铁中，蹄形磁铁内的磁场视为匀强磁场，磁感应强度B=0.2T，容器内侧边缘和中心分别通过电极与电源的正极、负极相连接。玻璃容器的横截面的半径a=0.05m，电源的电动势E=6V，内阻r=2Ω，限流电阻R0=8Ω，闭合开关液体开始旋转，经足够长时间后，电压表的示数恒为4V，则由上往下看，液体________旋转（填“顺时针”或“逆时针”），液体所受的安培力大小为_____________N。
18．一根长为0.1m的导线，用两根细绳悬挂着，当通以方向如图所示、大小为3A的电流时，则导线受到的安培力大小为，则该处的磁感应强度B的大小是______T；如果该导线的长度和电流都减小一半，则该处的磁感应强度B的大小是______T。
19．如图，等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成，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M、N与直流电源两端相接，已如导体棒MN受到的安培力大小为F，则线框LMN受到的安培力的大小为_______F。
三、解答题
20．如图，在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线，直线长度均为L，电流强度为I，磁感应强度为B，求各导线所受到的安培力。
21．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。
22．如图所示，电源电动势为E，内阻为r，宽度为L的固定光滑导轨与水平面的夹角为，匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面向上，长度也为L的金属杆（电阻不计）垂直导轨水平放置。调节电阻箱的电阻，当回路中通过的电流为I时，金属杆恰好静止。重力加速度为g。求：
（1）此时电阻箱的电阻R；
（2）金属杆的质量。
23．如图，足够长平行导轨与水平面的夹角，导轨宽L=0.8m。质量m=0.6kg、长L=0.8m的金属杆ab水平放置在导轨上，电源电动势E=9V、内阻r=0.5Ω，金属杆的电阻R1=1.5Ω，导轨电阻不计，金属轩与导轨垂直且接触良好。空间存在着竖直向下的匀强磁场。当电阻箱的电阻R2=1Ω时，闭合开关S，金属杆恰好能静止。已知金属杆与导轨间的摩擦因数=0.5，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。
（1）求磁感应强度的大小范围；
（2）若磁感应强度取最大值，并把电阻箱的电阻调为，其他条件不变，闭合开关S的同时由静止释放金属杆，求此时金属杆的加速度。
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参考答案：
1．B
2．A
3．C
4．D
5．A
6．A
7．C
8．A
9．D
10．C
11．B
12．A
13．B
14．A
15．C
16．BIL
17． 逆时针 ##0.002
18． 0.2 0.2
19．1.5F
20．FA＝BILcosα；FB＝BIL；；FD＝2BIR；FE＝0
21．（1）；（2）
22．（1）；（2）
23．（1）；（2），方向沿斜面向上
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