1.1磁场对通电导线的作用力 同步巩固练 2024-2025学年物理人教版(2019) 选择性必修第二册
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| 名称 | 1.1磁场对通电导线的作用力 同步巩固练 2024-2025学年物理人教版(2019) 选择性必修第二册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 882.8KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-05-06 10:10:25 | ||
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文档简介
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1.1磁场对通电导线的作用力 同步巩固练
2024-2025学年物理人教版(2019) 选择性必修第二册
一、单选题
1．“旋转的液体”实验，装置如图：装有导电液的玻璃器皿放在上端为S极的蹄形磁铁的磁场中，器皿中心的圆柱形电极与电源负极相连，内壁边缘的圆环形电极与电源正极相连，接通电源后液体旋转起来，从上往下俯视，以下说法正确的是（ ）
A．液体中电流由边缘流向中心；液体逆时针旋转
B．液体中电流由边缘流向中心；液体顺时针旋转
C．液体中电流由中心流向边缘；液体逆时针旋转
D．如果将两磁极对换，电源正负极对换，液体的旋转方向将改变
2．下列情景中，关于通电导线在磁场中所受安培力的方向判断正确的是（ ）
A．如图甲所示，通电导线静止，磁场垂直纸面向里
B．如图乙所示，磁场与竖直方向的夹角为，电流方向垂直纸面向里
C．如图丙所示，磁场竖直向上，导轨水平放置
D．如图丁所示，导体棒静止，磁场竖直向上
3．如图所示，用绝缘细线悬挂一个导线框，导线框是由两同心半圆弧导线和在同一条水平直线上的直导线 EF、GH 连接而成的闭合回路，导线框中通有图示方向的电流，处于静止状态。在半圆弧导线的圆心处沿垂直于导线框平面的方向放置一根长直导线O。当O中通以垂直纸面方向向里的电流时（ ）
A．导线框保持静止状态
B．长直导线O产生的磁场方向沿着电流方向看为逆时针方向
C．半圆弧导线ECH受安培力大于半圆弧导线FDG受安培力
D．从上往下看，导线框将顺时针转动
4．蹄形磁铁上方放置一通有方向如图电流I的轻质直导线ab，则ab运动的情况是（ ）
A．a端转向纸外，b端转向纸里，同时向上运动
B．a端转向纸外，b端转向纸里，同时向下运动
C．a端转向纸里，b端转向纸外，同时向上运动
D．a端转向纸里，b端转向纸外，同时向下运动
5．将长度的导线ac从中点b折成如图所示的形状，放于的匀强磁场中，abc平面与磁场垂直。若在导线abc中通入的直流电，则整个导线所受安培力的大小为（ ）
A． B． C．2N D．4N
6．如图甲、乙、丙所示，将完全相同的电源、导体棒和平行金属导轨形成闭合回路放入磁感应强度大小相等的匀强磁场中。甲、乙中导轨平面水平，丙中导轨与水平面成角。甲、丙中磁场方向均垂直导轨平面向上，乙中磁场方向与水平面成角。三图中导体棒均静止，则（ ）
A．甲图中导体棒对导轨压力最大 B．乙图中导体棒对导轨压力最大
C．乙图中轨道对导体棒的摩擦力最大 D．丙图中轨道对导体棒的摩擦力一定沿轨道向下
7．如图甲为磁电式电流表的结构，图乙为极靴和铁质圆柱间的磁场分布，线圈、两边通以图示方向的电流，线圈两边所在处的磁感应强度大小相等。则（ ）
A．该磁场为匀强磁场
B．线圈将逆时针转动
C．线圈平面总与磁场方向垂直
D．线圈转动过程中两边、受安培力大小不变
8．如图，在倾角为θ的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为L，质量为m的直导体棒，在空间加一匀强磁场，使导体棒内通有垂直纸面向外的电流I时，导体棒恰好静止在斜面上（重力加速度为g），则下列选项正确的是（ ）
A．所加磁感应强度最小为，方向垂直斜面斜向下
B．所加磁感应强度最小为，方向垂直斜面斜向上
C．若所加磁场方向竖直向上，则磁感应强度大小为
D．若所加磁场方向竖直向上，则磁感应强度大小为
二、多选题
9．如图所示，用绝缘细绳悬挂一矩形导线框且导线框底边水平，导线框通有逆时针方向的电流（从右侧观察），在导线框的正下方、垂直于导线框平面有一直导线PQ。现在PQ中通以水平向左的电流，在短时间内，下列说法正确的是（ ）
A．从上往下观察导线框逆时针转动
B．从上往下观察导线框顺时针转动
C．细绳受力会变得比导线框重力大
D．细绳受力会变得比导线框重力小
10．如图，一宽度为0.2m的绝缘导轨与水平面成37°角固定放置，导轨区域内存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B＝2.0T。将一根质量为0.3kg的导体棒垂直放在导轨上，导体棒与外接电源相连，已知电源为5.0A时导体棒的处于静止状态，棒与导轨之间的最大静摩擦力为1.5N，，下列说法正确的是（ ）
A．此时导体棒受到导轨的支持力大小为3.6N
B．若增大电流，导轨对金属棒的支持力减小
C．此时导轨对金属棒的摩擦力大小为0.2N，方向平行导轨向上
D．若减小磁感应强度，导轨对金属棒的摩擦力先变小再变大
11．如图所示，水平面内有相距为0.4m的两平行固定金属导轨，导轨左端接有电动势为3V、内阻为的电源，金属导轨电阻不计。质量为0.1kg的金属棒ab跨接在金属导轨上，与两金属导轨垂直并接触良好，棒ab接入电路部分的电阻为。整个装置处于磁感强度大小为1T的匀强磁场中，磁场方向与棒ab垂直且与水平面的夹角为，棒ab始终静止于导轨上。重力加速度g取10m/s2，，，下列说法正确的是（ ）
A．棒ab所受的安培力方向水平向左
B．棒ab所受的安培力大小为0.4N
C．棒ab所受的摩擦力大小为0.32N
D．棒ab所受的支持力大小为0.24N
三、解答题
12．如图所示，两个完全相同、互相垂直的导体圆环Q、P（Q平行纸面，P垂直纸面）中间用绝缘细线连接，通过另一绝缘细线悬挂在天花板下，当Q有垂直纸面往里看顺时针方向的电流、同时P有从左往右看顺时针方向的电流时，两线圈从上往下看该如何转动？线圈中间的细线中的拉力该如何变化？
13．如图所示，水平金属框的宽度为，固定在水平面上，左端接一电动势为、内阻的电源，框上放有质量为的金属杆ab，金属杆接入电路的有效电阻为。框所在区域加一磁感应强度为的匀强磁场，磁场方向与水平面成斜向上，金属杆处于静止状态，其余电阻不计，取重力加速度：，，。求：
（1）金属杆ab受到的安培力大小；
（2）金属杆ab受到的摩擦力大小；
（3）金属杆ab对水平框的压力。
14．如图，在平行倾斜固定的光滑导轨上端接入电动势E=50V，内阻r=1Ω的电源和滑动变阻器R，导轨的宽度d=1.5m，倾角θ=37°。质量m=2kg的细杆ab垂直置于导轨上，整个装置处在竖直向下的B=2T的匀强磁场中（图中未画出），导轨与杆的电阻不计。现调节R使杆ab静止不动。sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2，求：
（1）杆受到的安培力；
（2）滑动变阻器接入电路的电阻值；
（3）在（2）情况下若磁场的大小和方向均可改变，求所加匀强磁场的最小值。
15．如图所示，平行金属导轨间距，其所在平面与水平面夹角，且处于磁感应强度、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场中。金属导轨顶端接有电动势、内阻的直流电源。现把一根质量的导体棒放在金属导轨上，此时导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨两接触点间的电阻，金属导轨电阻不计，取。已知，。求：
（1）流经导体棒的电流大小；
（2）导体棒受到的摩擦力大小及方向。
（3）若将磁场方向顺时针旋转，发现导体棒仍然保持静止，求此时导体棒受到的摩擦力。
参考答案
1．A
ABC．在电源外部电流由正极流向负极，因此电流从边缘沿半径流向中心，根据左手定则安培力沿切线方向，所以俯视时逆时针旋转，故A正确，BC错误；
D．如果将两磁极对换，电源正负极对换，液体所受安培力不变，则液体的旋转方向不变，故D错误。
故选A。
2．B
A．如图甲所示，根据左手定则可知，通电导线受安培力向上，选项A错误；
B．如图乙所示，根据左手定则可知，通电导线受安培力垂直B斜向右上方，选项B正确；
C．如图丙所示，根据左手定则可知，通电导线受安培力水平向右，选项C错误；
D．如图丁所示，根据左手定则可知，通电导线受安培力方向应该水平向右，不是沿斜面向上，选项D错误；
故选B。
3．D
B．当直导线O中通以垂直纸面方向向里的电流时，由安培定则可判断出长直导线O产生的磁场方向沿着电流方向看为顺时针方向，故B错误；
C．磁感线是以O为圆心的同心圆，半圆弧导线与磁感线平行不受安培力，故C错误；
AD. 由左手定则可判断出直导线EF所受的安培力方向垂直纸面向里，直导线GH所受的安培力方向垂直纸面向外，从上往下看，导线框将顺时针转动，故A错误，D正确。
故选D。
4．B
如图所示
将导线ab分成左、中、右三部分，中间一段开始时电流方向与磁场方向一致，不受力；左端一段所在处的磁场方向斜向右上，根据左手定则知其受力方向向外；右端一段所在处的磁场方向斜向右下，受力方向向里；当转过一定角度时，中间一段电流不再与磁场方向平行，由左手定则可知其受力方向向下，所以a端转向纸外，b端转向纸里，同时向下运动。
故选B。
5．A
由题意知导线在磁场内的有效长度为
故整个通电导线受到的安培力的大小为
故选A。
6．B
AB．由左手定则可知，甲图中安培力水平向右，导体棒对轨道压力等于导体棒的重力；乙图中安培力向右下方，导体棒对轨道压力大于导体棒的重力；丙图中安培力沿斜面向上，导体棒对轨道压力等于导体棒重力沿斜面的分力，小于导体棒的重力；故乙图中导体棒对导轨压力最大，A错误，B正确；
C．甲图中轨道对导体棒的摩擦力大小等于安培力，乙图中轨道对导体棒的摩擦力小于安培力，C错误；
D．丙图中由于安培力与导体棒重力沿斜面向下的分力大小关系未知，故轨道对导体棒的摩擦力可能沿轨道向下，也可能沿斜面向上，也可能为零，D错误。
故选B。
7．D
A．该磁场不是匀强磁场而是均匀辐向磁场，匀强磁场应该是一系列平行的磁感线方向相同，故A错误；
B．由左手定则可知，a受到的安培力向上，b受到的安培力向下，故线圈顺时针旋转，故B错误；
C．由图可知，线圈平面总与磁场方向平行，故C错误；
D．a、b导线始终与磁感线垂直，故受到的安培力大小总为IlB，故D正确。
故选D。
8．C
A．对导体棒受力分析，受重力mg、支持力FN和安培力FA，三力平衡，合力为零，将支持力FN和安培力FA合成，合力与重力相平衡，如图
当安培力平行斜面向上时，安培力最小，由公式FA= BIL可知，此时磁感应强度最小，由平衡可得
mgsinθ = BminIL
解得
由左手定则可知，磁场方向为垂直斜面向上，AB错误；
CD．若所加磁场方向竖直向上，根据左手定则可知，安培力水平向左。受力如图
有平衡条件可得
解得
C正确、D错误。
故选C。
9．AC
AB． 由安培定则判断出通电导线PQ在线框处的磁场方向平行于线框平面从外向里，根据左手定则，可知线框外侧电流受安培力向右，线框内侧电流受安培力向左，从上往下看，导线框将逆时针转动，A正确，B错误；
CD． 线框沿逆时针方向转动一个小角度后，线框靠近导线PQ处的边的电流的方向向左，由左手定则可知，其受到的安培力的方向向下，线框上边的电流的方向向右，由左手定则可知，其受到的安培力的方向向上，由于导线在线框上边产生的磁感应强度小于导线在线框下边产生的磁感应强度，所以整体受安培力向下，细绳受力会变得比导线框重力大，C正确，D错误。
故选AC。
10．AC
根据题意，对导体棒受力分析，由左手定则可知，安培力水平向右，大小为
由于
可知，此时导轨对金属棒的摩擦力方向平行导轨向上，如图所示
AB．由平衡条件有
若增大电流，变大，则导轨对金属棒的支持力也增大，故A正确，B错误；
CD．由平衡条件有
解得此时导轨对金属棒的摩擦力大小为
方向平行导轨向上；若减小磁感应强度，减小，则增大，故C正确，D错误。
故选AC。
11．BC
AB．由于导体棒ab与磁场方向垂直，因此棒ab所受安培力大小为
根据左手定则可知，导体棒ab所受安培力的方向与磁场方向垂直，指向左上方，故A错误，B正确；
C．根据平衡条件，做出导体棒受力分析截面图，如图所示
由平衡条件可知，棒ab所受摩擦力水平向右，大小为
故C正确；
D．导体棒在竖直方向上受力平衡
因此
D错误。
故选BC。
12．P将顺时针转动，Q逆时针转动，细线张力减小
根据安培定则，Q产生的磁场的方向垂直于纸面向里，P产生的磁场水平向右，将Q等效于S极在外、N极在里的小磁针，P等效于左侧S极、右侧N极的小磁针，根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引的特点，P将顺时针转动，Q逆时针转动；转动后P、Q两环的电流的方向相同，所以两个线圈相互吸引，细线张力减小。
13．（1）0.5N；（2）0.3N；（3）1.6N
（1）根据闭合电路的欧姆定律可得
故金属棒ab所受安培力大小为
方向垂直磁场斜向上。
（2）对金属棒ab进行受力分析，根据平衡条件，在水平方向上有
（3）对金属棒ab进行受力分析，根据平衡条件，在竖直方向上有
解得
根据牛顿第三定律可得，金属杆ab对水平框的压力为
14．（1）15N；（2）；（3）1.6T
（1）杆ab静止不动时，受重力、安培力、支持力，如图
由受力平衡可得
解得杆受到的安培力
（2）由闭合电路欧姆定律得
安培力
解得滑动变阻器接入电路的电阻值
（3）当安培力的方向沿斜面向上时，磁感应强度最小，设此时磁感应强度为，则有
解得
15．（1）；（2），方向沿斜面向下；（3）
（1）根据闭合电路欧姆定律可得
代入数据解得
（2）由左手定则可知导体棒受到的安培力方向沿斜面向上，大小为
根据受力平衡可得
解得导体棒受到的摩擦力大小为
方向沿斜面向下。
（3）若将磁场方向顺时针旋转，发现导体棒仍然保持静止，可知磁场方向变为竖直向上，导体棒受到的安培力变为水平向右，设摩擦力方向仍沿斜面向下，根据受力平衡可得
可得
可知此时导体棒受到的摩擦力为零。
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1.1磁场对通电导线的作用力 同步巩固练
2024-2025学年物理人教版(2019) 选择性必修第二册
一、单选题
1．“旋转的液体”实验，装置如图：装有导电液的玻璃器皿放在上端为S极的蹄形磁铁的磁场中，器皿中心的圆柱形电极与电源负极相连，内壁边缘的圆环形电极与电源正极相连，接通电源后液体旋转起来，从上往下俯视，以下说法正确的是（ ）
A．液体中电流由边缘流向中心；液体逆时针旋转
B．液体中电流由边缘流向中心；液体顺时针旋转
C．液体中电流由中心流向边缘；液体逆时针旋转
D．如果将两磁极对换，电源正负极对换，液体的旋转方向将改变
2．下列情景中，关于通电导线在磁场中所受安培力的方向判断正确的是（ ）
A．如图甲所示，通电导线静止，磁场垂直纸面向里
B．如图乙所示，磁场与竖直方向的夹角为，电流方向垂直纸面向里
C．如图丙所示，磁场竖直向上，导轨水平放置
D．如图丁所示，导体棒静止，磁场竖直向上
3．如图所示，用绝缘细线悬挂一个导线框，导线框是由两同心半圆弧导线和在同一条水平直线上的直导线 EF、GH 连接而成的闭合回路，导线框中通有图示方向的电流，处于静止状态。在半圆弧导线的圆心处沿垂直于导线框平面的方向放置一根长直导线O。当O中通以垂直纸面方向向里的电流时（ ）
A．导线框保持静止状态
B．长直导线O产生的磁场方向沿着电流方向看为逆时针方向
C．半圆弧导线ECH受安培力大于半圆弧导线FDG受安培力
D．从上往下看，导线框将顺时针转动
4．蹄形磁铁上方放置一通有方向如图电流I的轻质直导线ab，则ab运动的情况是（ ）
A．a端转向纸外，b端转向纸里，同时向上运动
B．a端转向纸外，b端转向纸里，同时向下运动
C．a端转向纸里，b端转向纸外，同时向上运动
D．a端转向纸里，b端转向纸外，同时向下运动
5．将长度的导线ac从中点b折成如图所示的形状，放于的匀强磁场中，abc平面与磁场垂直。若在导线abc中通入的直流电，则整个导线所受安培力的大小为（ ）
A． B． C．2N D．4N
6．如图甲、乙、丙所示，将完全相同的电源、导体棒和平行金属导轨形成闭合回路放入磁感应强度大小相等的匀强磁场中。甲、乙中导轨平面水平，丙中导轨与水平面成角。甲、丙中磁场方向均垂直导轨平面向上，乙中磁场方向与水平面成角。三图中导体棒均静止，则（ ）
A．甲图中导体棒对导轨压力最大 B．乙图中导体棒对导轨压力最大
C．乙图中轨道对导体棒的摩擦力最大 D．丙图中轨道对导体棒的摩擦力一定沿轨道向下
7．如图甲为磁电式电流表的结构，图乙为极靴和铁质圆柱间的磁场分布，线圈、两边通以图示方向的电流，线圈两边所在处的磁感应强度大小相等。则（ ）
A．该磁场为匀强磁场
B．线圈将逆时针转动
C．线圈平面总与磁场方向垂直
D．线圈转动过程中两边、受安培力大小不变
8．如图，在倾角为θ的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为L，质量为m的直导体棒，在空间加一匀强磁场，使导体棒内通有垂直纸面向外的电流I时，导体棒恰好静止在斜面上（重力加速度为g），则下列选项正确的是（ ）
A．所加磁感应强度最小为，方向垂直斜面斜向下
B．所加磁感应强度最小为，方向垂直斜面斜向上
C．若所加磁场方向竖直向上，则磁感应强度大小为
D．若所加磁场方向竖直向上，则磁感应强度大小为
二、多选题
9．如图所示，用绝缘细绳悬挂一矩形导线框且导线框底边水平，导线框通有逆时针方向的电流（从右侧观察），在导线框的正下方、垂直于导线框平面有一直导线PQ。现在PQ中通以水平向左的电流，在短时间内，下列说法正确的是（ ）
A．从上往下观察导线框逆时针转动
B．从上往下观察导线框顺时针转动
C．细绳受力会变得比导线框重力大
D．细绳受力会变得比导线框重力小
10．如图，一宽度为0.2m的绝缘导轨与水平面成37°角固定放置，导轨区域内存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B＝2.0T。将一根质量为0.3kg的导体棒垂直放在导轨上，导体棒与外接电源相连，已知电源为5.0A时导体棒的处于静止状态，棒与导轨之间的最大静摩擦力为1.5N，，下列说法正确的是（ ）
A．此时导体棒受到导轨的支持力大小为3.6N
B．若增大电流，导轨对金属棒的支持力减小
C．此时导轨对金属棒的摩擦力大小为0.2N，方向平行导轨向上
D．若减小磁感应强度，导轨对金属棒的摩擦力先变小再变大
11．如图所示，水平面内有相距为0.4m的两平行固定金属导轨，导轨左端接有电动势为3V、内阻为的电源，金属导轨电阻不计。质量为0.1kg的金属棒ab跨接在金属导轨上，与两金属导轨垂直并接触良好，棒ab接入电路部分的电阻为。整个装置处于磁感强度大小为1T的匀强磁场中，磁场方向与棒ab垂直且与水平面的夹角为，棒ab始终静止于导轨上。重力加速度g取10m/s2，，，下列说法正确的是（ ）
A．棒ab所受的安培力方向水平向左
B．棒ab所受的安培力大小为0.4N
C．棒ab所受的摩擦力大小为0.32N
D．棒ab所受的支持力大小为0.24N
三、解答题
12．如图所示，两个完全相同、互相垂直的导体圆环Q、P（Q平行纸面，P垂直纸面）中间用绝缘细线连接，通过另一绝缘细线悬挂在天花板下，当Q有垂直纸面往里看顺时针方向的电流、同时P有从左往右看顺时针方向的电流时，两线圈从上往下看该如何转动？线圈中间的细线中的拉力该如何变化？
13．如图所示，水平金属框的宽度为，固定在水平面上，左端接一电动势为、内阻的电源，框上放有质量为的金属杆ab，金属杆接入电路的有效电阻为。框所在区域加一磁感应强度为的匀强磁场，磁场方向与水平面成斜向上，金属杆处于静止状态，其余电阻不计，取重力加速度：，，。求：
（1）金属杆ab受到的安培力大小；
（2）金属杆ab受到的摩擦力大小；
（3）金属杆ab对水平框的压力。
14．如图，在平行倾斜固定的光滑导轨上端接入电动势E=50V，内阻r=1Ω的电源和滑动变阻器R，导轨的宽度d=1.5m，倾角θ=37°。质量m=2kg的细杆ab垂直置于导轨上，整个装置处在竖直向下的B=2T的匀强磁场中（图中未画出），导轨与杆的电阻不计。现调节R使杆ab静止不动。sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2，求：
（1）杆受到的安培力；
（2）滑动变阻器接入电路的电阻值；
（3）在（2）情况下若磁场的大小和方向均可改变，求所加匀强磁场的最小值。
15．如图所示，平行金属导轨间距，其所在平面与水平面夹角，且处于磁感应强度、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场中。金属导轨顶端接有电动势、内阻的直流电源。现把一根质量的导体棒放在金属导轨上，此时导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨两接触点间的电阻，金属导轨电阻不计，取。已知，。求：
（1）流经导体棒的电流大小；
（2）导体棒受到的摩擦力大小及方向。
（3）若将磁场方向顺时针旋转，发现导体棒仍然保持静止，求此时导体棒受到的摩擦力。
参考答案
1．A
ABC．在电源外部电流由正极流向负极，因此电流从边缘沿半径流向中心，根据左手定则安培力沿切线方向，所以俯视时逆时针旋转，故A正确，BC错误；
D．如果将两磁极对换，电源正负极对换，液体所受安培力不变，则液体的旋转方向不变，故D错误。
故选A。
2．B
A．如图甲所示，根据左手定则可知，通电导线受安培力向上，选项A错误；
B．如图乙所示，根据左手定则可知，通电导线受安培力垂直B斜向右上方，选项B正确；
C．如图丙所示，根据左手定则可知，通电导线受安培力水平向右，选项C错误；
D．如图丁所示，根据左手定则可知，通电导线受安培力方向应该水平向右，不是沿斜面向上，选项D错误；
故选B。
3．D
B．当直导线O中通以垂直纸面方向向里的电流时，由安培定则可判断出长直导线O产生的磁场方向沿着电流方向看为顺时针方向，故B错误；
C．磁感线是以O为圆心的同心圆，半圆弧导线与磁感线平行不受安培力，故C错误；
AD. 由左手定则可判断出直导线EF所受的安培力方向垂直纸面向里，直导线GH所受的安培力方向垂直纸面向外，从上往下看，导线框将顺时针转动，故A错误，D正确。
故选D。
4．B
如图所示
将导线ab分成左、中、右三部分，中间一段开始时电流方向与磁场方向一致，不受力；左端一段所在处的磁场方向斜向右上，根据左手定则知其受力方向向外；右端一段所在处的磁场方向斜向右下，受力方向向里；当转过一定角度时，中间一段电流不再与磁场方向平行，由左手定则可知其受力方向向下，所以a端转向纸外，b端转向纸里，同时向下运动。
故选B。
5．A
由题意知导线在磁场内的有效长度为
故整个通电导线受到的安培力的大小为
故选A。
6．B
AB．由左手定则可知，甲图中安培力水平向右，导体棒对轨道压力等于导体棒的重力；乙图中安培力向右下方，导体棒对轨道压力大于导体棒的重力；丙图中安培力沿斜面向上，导体棒对轨道压力等于导体棒重力沿斜面的分力，小于导体棒的重力；故乙图中导体棒对导轨压力最大，A错误，B正确；
C．甲图中轨道对导体棒的摩擦力大小等于安培力，乙图中轨道对导体棒的摩擦力小于安培力，C错误；
D．丙图中由于安培力与导体棒重力沿斜面向下的分力大小关系未知，故轨道对导体棒的摩擦力可能沿轨道向下，也可能沿斜面向上，也可能为零，D错误。
故选B。
7．D
A．该磁场不是匀强磁场而是均匀辐向磁场，匀强磁场应该是一系列平行的磁感线方向相同，故A错误；
B．由左手定则可知，a受到的安培力向上，b受到的安培力向下，故线圈顺时针旋转，故B错误；
C．由图可知，线圈平面总与磁场方向平行，故C错误；
D．a、b导线始终与磁感线垂直，故受到的安培力大小总为IlB，故D正确。
故选D。
8．C
A．对导体棒受力分析，受重力mg、支持力FN和安培力FA，三力平衡，合力为零，将支持力FN和安培力FA合成，合力与重力相平衡，如图
当安培力平行斜面向上时，安培力最小，由公式FA= BIL可知，此时磁感应强度最小，由平衡可得
mgsinθ = BminIL
解得
由左手定则可知，磁场方向为垂直斜面向上，AB错误；
CD．若所加磁场方向竖直向上，根据左手定则可知，安培力水平向左。受力如图
有平衡条件可得
解得
C正确、D错误。
故选C。
9．AC
AB． 由安培定则判断出通电导线PQ在线框处的磁场方向平行于线框平面从外向里，根据左手定则，可知线框外侧电流受安培力向右，线框内侧电流受安培力向左，从上往下看，导线框将逆时针转动，A正确，B错误；
CD． 线框沿逆时针方向转动一个小角度后，线框靠近导线PQ处的边的电流的方向向左，由左手定则可知，其受到的安培力的方向向下，线框上边的电流的方向向右，由左手定则可知，其受到的安培力的方向向上，由于导线在线框上边产生的磁感应强度小于导线在线框下边产生的磁感应强度，所以整体受安培力向下，细绳受力会变得比导线框重力大，C正确，D错误。
故选AC。
10．AC
根据题意，对导体棒受力分析，由左手定则可知，安培力水平向右，大小为
由于
可知，此时导轨对金属棒的摩擦力方向平行导轨向上，如图所示
AB．由平衡条件有
若增大电流，变大，则导轨对金属棒的支持力也增大，故A正确，B错误；
CD．由平衡条件有
解得此时导轨对金属棒的摩擦力大小为
方向平行导轨向上；若减小磁感应强度，减小，则增大，故C正确，D错误。
故选AC。
11．BC
AB．由于导体棒ab与磁场方向垂直，因此棒ab所受安培力大小为
根据左手定则可知，导体棒ab所受安培力的方向与磁场方向垂直，指向左上方，故A错误，B正确；
C．根据平衡条件，做出导体棒受力分析截面图，如图所示
由平衡条件可知，棒ab所受摩擦力水平向右，大小为
故C正确；
D．导体棒在竖直方向上受力平衡
因此
D错误。
故选BC。
12．P将顺时针转动，Q逆时针转动，细线张力减小
根据安培定则，Q产生的磁场的方向垂直于纸面向里，P产生的磁场水平向右，将Q等效于S极在外、N极在里的小磁针，P等效于左侧S极、右侧N极的小磁针，根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引的特点，P将顺时针转动，Q逆时针转动；转动后P、Q两环的电流的方向相同，所以两个线圈相互吸引，细线张力减小。
13．（1）0.5N；（2）0.3N；（3）1.6N
（1）根据闭合电路的欧姆定律可得
故金属棒ab所受安培力大小为
方向垂直磁场斜向上。
（2）对金属棒ab进行受力分析，根据平衡条件，在水平方向上有
（3）对金属棒ab进行受力分析，根据平衡条件，在竖直方向上有
解得
根据牛顿第三定律可得，金属杆ab对水平框的压力为
14．（1）15N；（2）；（3）1.6T
（1）杆ab静止不动时，受重力、安培力、支持力，如图
由受力平衡可得
解得杆受到的安培力
（2）由闭合电路欧姆定律得
安培力
解得滑动变阻器接入电路的电阻值
（3）当安培力的方向沿斜面向上时，磁感应强度最小，设此时磁感应强度为，则有
解得
15．（1）；（2），方向沿斜面向下；（3）
（1）根据闭合电路欧姆定律可得
代入数据解得
（2）由左手定则可知导体棒受到的安培力方向沿斜面向上，大小为
根据受力平衡可得
解得导体棒受到的摩擦力大小为
方向沿斜面向下。
（3）若将磁场方向顺时针旋转，发现导体棒仍然保持静止，可知磁场方向变为竖直向上，导体棒受到的安培力变为水平向右，设摩擦力方向仍沿斜面向下，根据受力平衡可得
可得
可知此时导体棒受到的摩擦力为零。
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