PAGE3-通電導線在磁場中受到的力課后強化演練一、選擇題1．(多選)(2024·臨沂市月考)直導線ab長為L，水平放置在勻強磁場中，磁場方向垂直紙面對里，磁感應強度為B.導線中通有恒定電流，電流強度為I，則()A．導線所受安培力大小為BILB．若電流方向由b向a，則安培力方向豎直向上C．若使導線在紙面內轉過α角，則安培力大小變為BILsinαD．若使導線在紙面內轉過α角，則安培力也同方向轉過α角解析：依據安培力的定義可知，導線與磁場相互垂直，F＝BIL，A選項正確；電流方向由b向a，依據左手定則可知，安培力方向豎直向下，B選項錯誤；若使導線在紙面內轉過α角，導線仍舊與磁場垂直，安培力大小仍為BIL，C選項錯誤；依據左手定則可知，若使導線在紙面內轉過α角，則安培力也同方向轉過α角，D選項正確．答案：AD2．(多選)(2024·寧夏育才中學模擬)一條形磁鐵放在水平桌面上，它的上方靠S極一側吊掛一根與它垂直的導電棒，圖中只畫出此棒的截面圖，并標出此棒中的電流是流向紙內的，在通電的一瞬間可能產生的狀況是()A．磁鐵對桌面的壓力減小B．磁鐵對桌面的壓力增大C．磁鐵受到向右的摩擦力D．磁鐵受到向左的摩擦力解析：分析導線的受力狀況，依據左手定則可知，導線所受安培力方向斜向左下方，由牛頓第三定律得知，導線對磁鐵的安培力方向斜向右上方，磁鐵有向右運動的趨勢，受到向左的摩擦力，磁鐵對桌面的壓力減小，A、D選項正確，B、C選項錯誤．答案：AD3．如圖，是磁電式電流表的結構，蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是勻稱地輻向分布，線圈中a、b兩條導線長均為l，通以圖示方向的電流I，兩條導線所在處的磁感應強度大小均為B.則()A．該磁場是勻強磁場B．線圈平面總與磁場方向垂直C．線圈將逆時針方向轉動D．a、b導線受到的安培力大小總為IlB解析：該磁場是輻向勻稱分布的，不是勻強磁場，A選項錯誤；線圈平面總與磁場方向平行，B選項錯誤；依據左手定則可知，線圈a導線受到向上的安培力，b導線受到向下的安培力，線圈順時針方向轉動，C選項錯誤；a、b導線始終與磁場垂直，受到安培力大小總為BIl，D選項正確．答案：D4．如圖所示，兩根平行放置的長直導線a和b載有大小相同方向相反的電流，a受到的磁場力大小為F1，當再加入一與導線所在平面垂直的勻強磁場后，a受到的磁場力大小變為F2，則此時b受到的磁場力大小變為()A．F2 B．F1－F2C．F1＋F2 D．2F1－F2解析：長直導線a和b電流等大反向，設加入的勻強磁場對導線a的磁場力為F，則a受到的磁場力大小F2＝F1＋F或F2＝F1－F，此時導線b受到的磁場力大小為F1＋F或F1－F，大小等于F2，A選項正確．答案：A5．如圖所示，一位于xOy平面內的矩形通電線圈只能繞Ox軸轉動，線圈的四個邊分別與x、y軸平行，線圈中電流方向如圖所示．欲使線圈轉動起來空間應加上的磁場是()A．方向沿x軸的恒定磁場B．方向沿y軸的恒定磁場C．方向沿z軸的恒定磁場D．方向沿z軸的變更磁場解析：磁場方向沿x軸時，線圈左右邊框不受安培力，前后邊框分別受到向下和向上的安培力，線圈不能轉動，A選項錯誤；磁場方向沿y軸時，線圈前后邊框不受安培力，左右邊框分別受到向上和向下的安培力，線圈可以繞Ox軸轉動，B選項正確；磁場沿z軸時，線圈受到的安培力的合力為零，C、D選項錯誤．答案：B6．(多選)位于同一水平面上的兩根平行導電導軌，放置在斜向左上方、與水平面成60°角足夠大的勻強磁場中，現給出這一裝置的側視圖．一根通有恒定電流的金屬棒正在導軌上向右做勻速運動，在勻強磁場方向沿順時針緩慢轉過30°的過程中，金屬棒始終保持勻速運動，則磁感應強度B的大小變更可能是()A．始終變大 B．始終變小C．先變大后變小 D．先變小后變大解析：探討金屬棒的受力，如圖所示：G＝N＋BILsinθ，f＝BILcosθ，其中f＝μN，聯立解得B＝eq\f(μG,ILcosθ＋μsinθ)，當B轉過30°的過程中，安培力沿順時針轉動，θ從30°減小到0，依據數學學問可知，磁感應強度可能始終變大，也可能先變小后變大，A、D選項正確．答案：AD7．(多選)(2024·賓縣模擬)三條在同一平面(紙面)內的長直絕緣導線組成一等邊三角形，在導線中通過的電流均為I，方向如圖所示．a、b和c三點分別位于三角形的三個頂角的平分線上，且到相應頂點的距離相等．將a、b和c處的磁感應強度大小分別記為B1、B2和B3，下列說法正確的是()A．B1＝B2＝B3B．B1＝B2＜B3C．a和b處磁場方向垂直于紙面對外，c處磁場方向垂直于紙面對里D．a處磁場方向垂直于紙面對外，b和c處磁場方向垂直于紙面對里解析：各處的磁感應強度等于三條通電導線疊加的結果，a、b兩點相鄰導線產生的磁場抵消，由第三根導線供應磁場，c點三根導線產生磁場方向相同，磁場最強，故B1＝B2<B3，A選項錯誤，B選項正確；依據安培定則，a和b處磁場方向垂直于紙面對外，c處磁場方向垂直于紙面對里，C選項正確，D選項錯誤．答案：BC8．(2024·濟寧市期末)如圖所示，三根長為L的直線電流在空間構成等邊三角形，電流的方向垂直紙面對里．電流大小均為I，其中A、B電流在C處產生的磁感應強度的大小均為B0，導線C位于水平面處于靜止狀態，則導線C受到的靜摩擦力是()A.eq\f(\r(3),2)B0IL水平向左B.eq\f(\r(3),2)B0IL水平向右C.eq\r(3)B0IL水平向左D.eq\r(3)B0IL水平向右解析：依據同向電流相互吸引的規律可知，A、B電流對C電流的作用力水平向左，大小為eq\r(3)B0IL，依據力的平衡學問可知，靜摩擦力大小為eq\r(3)B0IL，方向向右，D選項正確．答案：D二、非選擇題9．(2024·洛陽市模擬)水平面上有電阻不計的U形導軌NMPQ，它們之間的寬度為L，M和P之間接入電動勢為E的電源(不計內阻)，現垂直于導軌擱一根質量為m，電阻為R的金屬棒ab，并加一范圍較大的勻強磁場，磁感應強度大小為B，方向與水平面夾角為θ且指向右上方，如圖所示，求：(1)當ab棒靜止時，受到的支持力和摩擦力各為多少？(2)若B的大小和方向均能變更，則要使ab棒所受支持力為零，B的大小至少為多少？此時B的方向如何？解析：(1)從b向a看側視圖如圖所示．水平方向：Ff＝F安sinθ①豎直方向：FN＋F安cosθ＝mg②又F安＝BIL＝Beq\f(E,R)L③聯立①②③得：FN＝mg－eq\f(BLEcosθ,R)，Ff＝eq\f(BLEsinθ