江苏泰州市高中物理 3-4 通电导线在磁场中受到的力同步检测 新人教版选修3-1.doc

第四节　通电导线在磁场中受到的力 基础夯实 1．关于磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间的关系，正确的说法是(　　) A．磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间总是互相垂直的 B．磁场方向一定与安培力方向垂直，但电流方向不一定与安培力方向垂直 C．磁场方向不一定与安培力方向垂直，但电流方向一定与安培力方向垂直 D．磁场方向不一定与电流方向垂直，但安培力方向一定既与磁场方向垂直，又与电流方向垂直 答案：D 解析：电流放入磁场中，不管电流与磁场是否垂直，安培力均垂直磁场和电流所确定的平面，即安培力总是垂直磁场方向，安培力总是垂直电流方向． 2．(2011·乌鲁木齐高二检测)在赤道正上方某处有一条东西方向水平放置的长直导线，通有从东向西流动的电流，则此通电导线所受地磁场的作用力的方向是(　　) A．竖直向上　　　　　 　B．竖直向下 C．向南 D．向北 答案：B 解析：赤道正上方地磁场的方向水平向北，由于电流方向沿水平方向由东向西．根据左手定则判知通电导线所受安培力方向应竖直向下，故B对，A、C、D都错． 3.(2011·孝感高二检测)磁场中某区域的磁感线如图所示，则(　　) A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，BaBb B．a、b两处的磁感应强度的大小不等，BaBb C．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大 D．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小 答案：B 4．在下图中，标出了磁场的方向、通电直导线中电流I的方向，以及通电直导线所受安培力F的方向，其中正确的是(　　) 答案：C 5．要想提高磁电式电流表的灵敏度，可采用的办法有(　　) A．增加线圈匝数 B．增加永久性磁铁的磁感应强度 C．增加线圈面积 D．减小转轴处摩擦 答案：ABCD 解析：蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的磁场．放在其中的通电线圈不管转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行，线框两边所受的力始终跟线框面垂直．所以线框所受磁力矩在各位置时均为M＝NISB. 当N、S、B一定时，线框所受力矩与通入的电流强度成正比． 线框转动时，通过转轴收紧两根螺旋弹簧．这样，线圈在通电时除了受到磁力矩外，还受到弹簧的反抗力矩，当两种力矩平衡时，线圈停在一定的位置上．电流越大，磁力矩越大，与它平衡的反抗力矩也应越大，于是线圈转角也越大．磁力矩M1＝NISB，反抗力矩M2＝kθ，当M1＝M2时，线圈停于某一位置，此时线圈偏转角度θ＝·I.可见，转角θ与k、N、B、S、I有关． 可见，电流表灵敏度将随着线圈匝数N、线圈面积S及磁感应强度B的增大而提高，随着螺旋弹簧扭转系数k(即转过1°所需外力矩的大小)的增大而降低．另外，减小摩擦也有利于灵敏度的提高，故选项A、B、C、D都正确． 6．(2011·长沙高二检测)已知质量为m的通电细杆ab与导轨间的摩擦系数为μ，有电流时，ab恰好在导轨上静止，如图所示，下图是它的四个侧视图四种可能的匀强磁场方向，其中能使杆ab与导轨之间摩擦力为零的图是 (　　) 答案：AB 解析：用左手定则判断各图中导电细杆的受力方向，再判断通电细杆所受的合力． 7．如图所示，接通开关时，观察到金属棒动起来这说明________，断开开关后，将滑动变阻器的滑动片向左滑动一段距离后，再接通开关时你观察到________；这种现象说明________． 答案：通电导线在磁场中受到力的作用；金属棒摆动的角度更大些；电流越强，导线受到的安培力越大 8.如图所示，在磁感应强度B＝1T的匀强磁场中，用两根细线悬挂长L＝10cm、质量m＝5g的金属杆． 在金属杆中通以稳恒电流，使悬线受的拉力为零． (1)求金属杆中电流的大小和方向； (2)若每根悬线所受的拉力为0.1N，求金属杆中的电流的大小和方向(g＝10m/s2)． 答案：(1)0.5A，方向水平向右　(2)1.5A，方向水平向左 解析：(1)因为悬线受的拉力为零，所受安培力方向向上 F安＝BIL＝mg 解得：I＝0.5A，方向水平向右． (2)金属导线在重力mg、悬挂拉力2F和安培力BIL的作用下平衡， 所以有：mg＋BIL＝2F 解得：I＝1.5A，方向水平向左． 能力提升 1．画出图中通电直导线A受到的安培力的方向． 答案： 2．在下图所示电路中，电池均相同，当电键S分别置于a、b两处时，导线MM′与NN′之间的安培力的大小为fa、fb，可判断这两段导线(　　) A．相互吸引，fafb B．相互排斥，fafb C．相互吸引，fafb D．相互排斥，fafb 答案：D 解析：无论开关置于a还是置于b，两导线中通过的都是反向电流，相互间作用力为斥力，A、C错误．开关置于位置b时电路中电流较大，导线间相互作用力也较大，故D正确． 3.在稀硫酸溶液中有一浮子，它的上部是一轻金属环，下部是分开的铜片和锌片