通电导线在磁场中受到力的检测卷(含答案)

课时作业23通电导线在磁场中受到的力

1.

图23－1

如图23－1所示，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时，磁针的S极向纸内偏转，则这束带电粒子可能是()

A．向右飞行的正离子束

B．向左飞行的正离子束

C．向右飞行的负离子束

D．向左飞行的负离子束

解析：小磁针N极的指向即是小磁针所在处的磁场方向。题中小磁针S极向纸内偏转，说明离子束下方的磁场方向由纸内指向纸外。由安培定则可判定由离子束的定向运动所产生的电流方向由右向左，故若为正离子，则应是自右向左运动，若为负离子，则应是自左向右运动。

答案：B、C

2．在一根长为0.2 m的直导线中通入2 A的电流，将导线放在磁感应强度为0.5 T的匀强磁场中，则导线受到的安培力的大小可能是()

A．0.4 N B．0.2 N

C．0.1 N D．0

解析：由F＝IBL sinθ可知，导线所受最大安培力为F＝IBL＝2×0.2×0.5 N＝0.2 N，因此小于或等于这个范围的力都是可能的，故B、C、D正确。

答案：B、C、D

3．关于磁场对通电直导线的作用力(安培力)，下列说法中正确的是()

A．通电直导线在磁场中一定受到安培力的作用

B．通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟磁场方向垂直

C．通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟电流方向垂直

D．通电直导线在磁场中所受安培力的方向垂直于B和I所确定的平面

解析：由F＝IBL sinθ可知，F大小与I、B夹角有关，故A错。但F必垂直于I与B确定的平面，故B、C、D正确。

答案：B、C、D

4．在如图所示的各图中，表示磁场方向、电流方向及导线受力方向的图示正确的是()

解析：本题考查用左手定则判断安培力的方向。根据左手定则，四指指向电流方向，让磁感线垂直穿入手心，则大拇指所指的方向即是安培力的方向，只有A符合左手定则，故正确答案为A。

答案：A

5.

图23－2

通电矩形线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，电流方向如图23－2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．线框所受的安培力的合力方向向左

D．线框所受的安培力的合力方向向右

解析：由安培定则和左手定则可知bc边和ad边所受安培力大小相同，方向相反，而ab受到向右的安培力F ab，cd边受到向左的安培力F cd，且F ab＞F cd，故线框所受合力方向向右。

答案：B、D

6．在图23－3所示电路中，电池均相同，当开关S分别置于a、b两处时，导线MM′与NN′之间的安培力的大小分别为f a、f b，可判断这两段导线()

图23－3

A．相互吸引，f a>f b B．相互排斥，f a>f b

C．相互吸引，f a

解析：开关S闭合后，MM′、NN′中产生平行反向电流，据安培定则和左手定则可知，两导线相互排斥，A、C错。开关S置于b处时，两段导线中的电流较大，导线产生较强的磁场，对另一导线产生较大的安培斥力，即f a

答案：D

7．一根容易形变的弹性导线，两端固定。导线中通有电流，方向如图中箭头所示。当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是()

解析：A图中导线不受力，故它不会弯曲，A错。B图中导线受到垂直纸面向里的安培力，它不会向右弯曲，B错。C中导线受到水平向右的安培力，导线不会向左弯曲，C错。D中导线受到水平向右的安培力，故它向右弯曲，D对。

答案：D

图23－4

8．如图23－4所示，把轻质导电线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面，当线圈内通入如图方向的电流后，则线圈() A．向左运动B．向右运动

C．静止不动D．无法确定

解析：

方法一：等效法。把通电线圈等效成小磁针。由安培定则，线圈等效成小磁针后，左端是S极，右端是N极，异名磁极相吸引，线圈向左运动。

方法二：电流元法。如图所示，取其中的上、下两小段分析，根据其中心对称性线圈所受安培力的合力水平向左，故线圈向左运动。

答案：A

9.

图23－5

如图23－5所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直。线段ab、bc和cd的长度均为L，且∠abc＝∠bcd＝135°。流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示。导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力() A．方向沿纸面向上，大小为(2＋1)ILB

B．方向沿纸面向上，大小为(2－1)ILB

C．方向沿纸面向下，大小为(2＋1)ILB

D．方向沿纸面向下，大小为(2－1)ILB

解析：导线abcd的有效长度为水平线ad的长度，由几何知识知L ad＝(2＋1)L，因此导线段abcd所受的合力大小F＝IL ad B＝(2＋1)ILB，导线有效长度的电流方向为a→d，据左手定则可以确定导线所受合力方向竖直向上，故A项正确。

答案：A

图23－6

10．如图23－6所示，原来静止的圆形线圈可以自由移动，在圆形线圈直径MN上靠近N点放置一根垂直于线圈平面的固定不动的通电直导线，导线中电流I从外向里流动。当在圆形线圈中通以逆时针方向的电流I′时，圆形线圈将会()

A．受力向左平动B．受力向右平动

C．受力平衡，不动D．以MN为轴转动

解析：电流I产生的磁场与I′在同一平面内，故圆形线圈不受安培力作用。

答案：C

11．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．换用弹性较强的游丝，增大反抗力矩

D．增加线圈面积

解析：当给电流表通入电流I时，通电线圈就在磁力矩作用下转动，同时螺旋弹簧即游丝就产生一个反抗力矩，二力矩平衡时，电流表的指针就停在某一位置。于是有NBIS＝kθ，

故θ＝NBS

k I。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。故应选A、B、D。

答案：A、B、D

12.

图23－7

如图23－7所示，把一通电直导线放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动，当导线中通入如图所示方向的电流I时，试判断导线的运动情况。

解析：根据如图甲所示的导线所在处的特殊位置判断其转动情况。将导线AB从N、S