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一、单项选择题(每小题6分，共42分)
1．如图所示，四边形的通电闭合线框abcd处在垂直线框平面的匀强磁场中，它受到磁场力的合力( )
A．竖直向上
B．方向垂直于ad斜向上
C．方向垂直于bc斜向上
D．为零
2．如图所示，一根有质量的金属棒MN，两端用细软导线连接后悬于a、b两点，棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N，此时悬线上有拉力，为了使拉力等于零，可以( )
A．适当减小磁感应强度
B．使磁场反向
C．适当增大电流
D．使电流反向
3．如图所示为两根互相平行的通电导线a、b的横截面图，a、b的电流方向已在图中标出．那么导线a中电流产生的磁场的磁感线环绕方向及导线b所受的磁场力的方向应分别( )
A．磁感线顺时针方向，磁场力向左
B．磁感线顺时针方向，磁场力向右
C．磁感线逆时针方向，磁场力向左
D．磁感线逆时针方向，磁场力向右
4．如图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A，A与螺线管垂直，A导线中的电流方向垂直纸面向里，开关S闭合，A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是( )
A．水平向左 B．水平向右
C．竖直向下 D．竖直向上
5．如图所示，质量m＝0.5 kg、长L＝1 m的通电导体棒在安培力作用下静止在倾角为37°的光滑绝缘框架上，磁场方向垂直于框架向下(磁场范围足够大)，右侧回路电源电动势E＝8 V，内电阻r＝1 Ω，额定功率为8 W、额定电压为4 V的电动机正常工作，(g＝10 m/s2)则( )
A．回路总电流为2 A
B．电动机的额定电流为4 A
C．流经导体棒的电流为4 A
D．磁感应强度的大小为1.5 T
6．如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ.如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是( )
A．棒中的电流变大，θ角变大
B．两悬线等长变短，θ角变小
C．金属棒质量变大，θ角变大
D．磁感应强度变大，θ角变小
7．如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央上方固定一根长直导线，导线与条形磁铁垂直．当导线中通以垂直纸面向里的电流时，用FN表示磁铁对桌面的压力，F静表示桌面对磁铁的摩擦力，则导线通电后与通电前受力相比较是( )
A．FN减小，F静＝0
B．FN减小，F静≠0
C．FN增大，F静＝0
D．FN增大，F静≠0
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1．D 由题意可知abcd中电流组成一个封闭的电流，其有效长度为零，所以线框abcd所受安培力的合力为零，选项D正确．
2．C 为使悬线拉力为零，安培力的方向必须向上且增大才能与重力平衡，即合力为零，由左手定则可知，A、B、D错误，C正确．
3．B 由安培定则判断出导线a在导线b处产生的磁场方向是竖直向下的；再由左手定则判断出导线b受的安培力是水平向右的，答案B正确．
4．D 闭合开关S，由安培定则可知在A处的磁场水平向左，再由左手定则可判断其受安培力方向竖直向上．
5．D 由电路分析可知，电路内电压u内＝E－U＝4 V，回路总电流I总＝＝4 A，选项A错误；电动机的额定电流IM＝＝2 A，选项B错误；流经导体棒的电流I＝I总－IM＝2 A，选
项C错误；对导体棒受力分析，mgsin37°＝BIL，代入数据可得B＝1.5 T，选项D正确．
6．A 作出侧视图，并对导体棒进行受力分析，如图所示，据图可得tanθ＝，若棒中的电流I变大，则θ变大，选项A正确；若两悬线等长变短，则θ不变，选项B错误；若金属棒的质量m变大，则θ变小，选项C错误；若磁感应强度B变大，则θ变大，选项D错误．
7．C 如图所示，画出一条通电电流为I的导线所在处的磁铁的磁感线，电流I处的磁场方向水平向左，由左手定则知，电流I受安培力方向竖直向上．根据牛顿第三定律可知，电流对磁铁的反作用力方向竖直向下，所以磁铁对桌面压力增大，而桌面对磁铁无摩擦力作用，故正确选项为C.
二、多项选择题(每小题8分，共24分)
8.实验室经常使用的电流表是磁电式电流表．这种电流表的构造如图甲所示．蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的．若线圈中通以如图乙所示的电流，则下列说法中正确的是( )
A．在量程内指针转至任一角度，线圈平面都跟磁感线平行
B．线圈转动时，螺旋弹簧被扭动，阻碍线圈转动
C．当线圈在如图乙所示的位置时，b端受到的安培力方向向上
D．当线圈在如图乙所示的位置时，安培力的作用使线圈沿顺时针方向转动
9．通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，电流方向如图所示，ab边与MN平行．关于MN的磁场对线框的作用，下列叙述正确的是( )
A．线框有两条边所受的安培力方向相同
B．线框有两条边所受的安培力大小相同
C．线框所受安培力的合力向左
D．线框将绕MN转动
10．如图所示，一根通电的直导线放在倾斜的粗糙导轨上，置于图示方向的匀强磁场中，处于静止状态．现增大电流，导体棒仍静止，则在增大电流过程中，导体棒受到的摩擦力的大小变化情况可能是( )
A．一直增大 B．先减小后增大
C．先增大后减小 D．始终为零
三、非选择题(共34分)
11．(16分)如图所示，质量为m，长为L，通有电流为I的导体棒ab静止在水平导轨上，匀强磁场磁感应强度为B，其方向与导轨平面成α角斜向上且和棒ab垂直，ab处于静止状态，则ab受到的摩擦力大小为________，方向为________，受到的支持力为________．
12．(18分)如图所示，电源电动势E＝2 V，r＝0.5 Ω，竖直导轨宽L＝0.2 m，导轨电阻不计．另有一金属棒ab，质量m＝0.1 kg，电阻R＝0.5 Ω，它与轨道间的动摩擦因数μ＝0.4，金属棒靠在导轨的外面．为使金属棒静止不下滑，施加一个与纸面夹角为30°且方向向里的匀强磁场，g取10 m/s2.求：
(1)磁场的方向；
(2)磁感应强度B的取值范围．
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8.ABD 指针在量程内线圈一定处于磁场之中，由于线圈与铁芯共轴，线圈平面总是与磁感线平行，故A正确．电表的调零使得当指针处于“0”刻线时，螺旋弹簧处于自然状态，所以无论线圈向哪一方向转动都会使螺旋弹簧产生阻碍线圈转动的力，故B正确．由左手定则知，b端受到的安培力方向向下，a端受到的安培力方向向上，安培力将使线圈沿顺时针方向转动，故C错误，D正确．
9．BC 通电矩形线框abcd在无限长直通电导线形成的磁场中，受到磁场力的作用，对于ad边和bc边，所在的磁场相同，但电流方向相反，所以ad边、bc边受磁场力(安培力)大小相同，方向相反，即ad边和bc边受合力为零．而对于ab和cd两条边，由于在磁场中，离长直导线的位置不同，ab边近而且由左手定则判断受力向左，cd边远而且由左手定则判断受力向右，所以ab边、cd边受合力方向向左，故B、C选项正确．
10．AB 若F安＜mgsinα，因安培力向上，则摩擦力向上，当F安增大时，F摩减小到零，再向下增大，B对，C、D错；若F安＞mgsinα，摩擦力向下，随F安增大而一直增大，A对．
11．BILsinα 水平向右
mg－BILcosα
解析：因为棒ab处于静止状态，由水平方向受力平衡，可得Ff＝F安sinα＝
BILsinα，方向水平向右．竖直方向上受力平衡，得F安cosα＋FN＝mg，则FN＝mg－BILcosα.
12．(1)斜向下
(2)3.0 T≤B≤16.3 T
解析：(1)通电导线ab的截面受力分析如图所示(从a端看)，由图可知磁场方向斜向下．
(2)当ab棒有下滑的趋势时，受向上的静摩擦力为F1，则有
Fsin30°＋F1－mg＝0
又F＝B1IL
F1＝μFcos30°
I＝
由以上四式，解得B1≈3.0 T
当ab棒有上滑的趋势时，受向下的静摩擦力为F2，如图所示，则有
F′sin30°－F2－mg＝0
F′＝B2IL
F2＝μF′cos30°
I＝
由以上各式，解得B2≈16.3 T
所以B的取值范围是3.0 T≤B≤16.3 T.
课件35张PPT。第三章
磁场 课
前
预
习
作
业课
后
巩
固
提
升课时24
通电导线在磁场中受到的力课
堂
效
果
检
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