2.3磁场对通电导线的作用 试卷（含答案）

2.3磁场对通电导线的作用
试卷（含答案）
1．关于通电直导线所受安培力F，磁感应强度B和电流I三者方向之间的关系，下列说法正确的是(　　)
A．F、B、I三者必定均保持垂直
B．F必定垂直于B、I，但B不一定垂直于I
C．B必定垂直于F、I，但F不一定垂直于I
D．I必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B
【解析】　由左手定则知F垂直于B、I形成的平面，即F既垂直于B，又垂直于I.
【答案】　B
2．有关磁感应强度的方向，下列说法正确的是(　　)
A．B的方向就是小磁针N极所指的方向
B．B的方向与小磁针N极的受力方向一致
C．B的方向就是通电导线的受力方向
D．B的方向就是该处磁场的方向
【解析】　磁场的方向就是磁感应强度的方向，规定为小磁针静止时N极所指的方向或小磁针N极的受力方向，它与通电导线所受力的方向是不一致的．
【答案】　BD
3．一通电直导线用细线悬挂于匀强磁场中，磁场及电流方向如图2－3－4所示，通电导线所受安培力的方向是(　　)
图2－3－4
A．水平向左　　　
B．水平向右
C．竖直向上
D．竖直向下
【解析】　由左手定则可知D正确．
【答案】　D
4．下列说法正确的是(　　)
A．若某电荷在某处不受到电场力作用，则该处电场强度为零
B．若一小段通电导线在某处不受到磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零
C．电场中某点的电场强度，在数值上等于一个电荷在该点受到的电场力与电荷电量的比值
D．磁场中某点的磁感应强度，在数值上等于一小段通电导线放在该点时受到的磁场力与该小段导线的长度和电流的乘积的比值
【解析】　磁场不同于电场如通电导线与磁场平行，则安培力为零，B错，A正确；由电场强度的定义可知C正确；由在导线与磁场垂直时才有B＝，故D错．
【答案】　AC
5．下列关于磁感应强度大小的说法正确的是(　　)
A．通电直导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大
B．通电直导线在磁感应强度大的地方受力一定大
C．放在匀强磁场中各处的通电直导线，受力大小和方向处处相同
D．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电直导线受力的大小和方向无关
【解析】　因为磁场方向某点的磁感应强度的大小和方向由磁场本身决定，与通电直导线的受力及方向都无关，所以A选项错，D选项正确．因为通电直导线在磁场中受力的大小不仅与磁感应强度有关，而且与通电直导线的取向有关，故B选项错．对C选项虽然匀强磁场中磁感应强度处处相等，但当导线在各个位置的方向不同时，磁场力是不相同的(导线与磁场方向垂直时受磁场力最大，与磁场方向平行时受磁场力为零)，而C选项中没有说明导线在各个位置的取向是否相同，所以C选项错．
【答案】　D
6．下列家用电器在正常工作时，主要利用电能转化为机械能的是(　　)
A．电视机
B．电饭锅
C．电话机
D．电风扇
【解析】　电风扇可利用其内的电动机，将电能转化为机械能，D正确．
【答案】　D
7．(2013·开封检测)一段通电直导线平行于磁场方向放入匀强磁场中，如图2－3－5所示，导线上电流方向由左指向右．当导线以其中点O为轴转过90°的过程中，导线受到的安培力(　　)
图2－3－5
A．大小不变，方向不变
B．由零增至最大，方向时刻变
C．由最大减小至零，方向不变
D．由零增至最大，方向不变
【解析】　导线转动前，电流方向与磁感线方向相同，导线不受安培力；当导线转过一个小角度，电流与磁感线不再平行，于是导线受到安培力；当导线转过90°时，电流与磁感线垂直，此时导线受的安培力最大．用左手定则可以判断安培力的方向始终不变．所以选项D正确．
【答案】　D
8．下列说法中正确的是(　　)
A．沿着磁感线的方向磁感应强度一定减小
B．若电流元在某处不受安培力作用，则该处的磁感应强度一定为零
C．知道电流的方向，同时知道该电流在磁场中某点所受到的安培力的方向，就能确定该点的磁场方向
D．电流所受到的安培力的方向一定与电流的方向垂直，也与电流所在处的磁场方向垂直
【解析】　磁感应强度大小与磁感线疏密有关，A错．电流元不受安培力可能是B为0，也可能是B与I平行，所以B错误．已知I、F的方向不能确定B的方向，C错误．F垂直于B、I形成的平面，则D正确．
【答案】　D
9．如图2－3－6所示，在倾角为θ的光滑斜面上，垂直纸面水平放置一根长为L，质量为m的通电直导线，电流I方向垂直纸面向里，欲使导线静止于斜面上，则外加磁场的磁感应强度的大小和方向可以是(　　)
图2－3－6
A．B＝，方向垂直斜面向下
B．B＝，方向垂直斜面向上
C．B＝，方向水平向左
D．B＝，方向水平向右
【解析】　如磁场方向垂直斜面向下，则安培力方向沿斜面向上，受力分析如图．当安培力等于重力沿斜面向下的分力时，导线平衡mgsin
θ＝BIL，B＝；当磁场垂直斜面向上时，安培力沿斜面向下，导线不可能静止；如磁场水平向左，则安培力竖直向上，当F＝mg＝BIL时，即B＝时，导线静止；如磁场水平向右，则安培力竖直向下，不可能静止．所以，只有C正确．
【答案】　C
10．(2013·山东省学业水平测试模拟)如图2－3－7所示，将一根长L＝2
m的直导线，水平放在磁感应强度B＝0.4
T的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向外，导线与磁场方向垂直．若要使导线受到方向向上且大小F＝4
N的安培力的作用，应当在导线中通入多大的电流？电流的方向如何？
图2－3－7
【解析】　由F＝BIL知I＝＝
A＝5
A，根据安培定则可以判定电流的方向从右向左．
【答案】　5
A　从右到左
11．如图2－3－8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，MN是质量为3
kg的金属棒，通以5
A的电流时，棒沿导轨做匀速运动；当棒中电流增加到8
A时，棒能获得2
m/s2的加速度．
图2－3－8
求匀强磁场的磁感应强度的大小．
【解析】　金属棒匀速运动时，BI1L＝F摩①
金属棒匀加速运动时：BI2L－F摩＝ma②
由①②代入数据，解得B＝1
T.
【答案】　1
T
12．一根长度0.1
m的均匀金属杆，两端焊接等长的细软导线，悬挂在同一水平的两点上，abcd所在的区域内有一竖直向上的匀强磁场，当ab中通以如图2－3－9所示电流时，金属杆ab偏离原来的位置到两根悬线和竖直方向的夹角为30°时保持平衡，如果金属杆ab的质量为0.086
6
kg，其中通过电流的大小为10
A，求匀强磁场的磁感应强度大小(g取10
m/s2)．
图2－3－9
【解析】　画出导体棒ab的受力图如图所示(侧视图，从a向b看)，ab处于静止状态，所以三力合力为零，有F安＝mgtan
30°＝BIL
所以B＝＝
T＝0.5
T.
【答案】　0.5
T