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1、安培力的大小和方向安培力的大小和方向 1关于通电导线所受安培力F的方向，磁场B的方向和电流I的方向之间的关系，下 列说法正确的是( ) AF、B、I三者必须保持相互垂直 BF必须垂直B、I，但B、I可以不相互垂直 CB必须垂直F、I，但F、I可以不相互垂直 DI必须垂直F、B，但F、B可以不相互垂直 解析 ： 选 B 安培力F总是与磁场B方向和电流I方向决定的平面垂直，但B与I(即导 线)可以垂直，也可以不垂直，通电导线受安培力时，力F与磁场及力F与导线都是垂直的， 故 A、C、D 均错，B 正确。 2.如图所示， 直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方， 如 果直导线可以自由地运动，
2、且通以从a到b的电流，则导线ab受磁场力后 的运动情况( ) A从上向下看，顺时针转动并靠近螺线管 B从上向下看，顺时针转动并远离螺线管 C从上向下看，逆时针转动并远离螺线管 D从上向下看，逆时针转动并靠近螺线管 解析：选 D 通电螺线管产生的磁场方向在其内部为从右向左，外部为从左向右。通电 直导线左侧所处的磁场方向斜向上，右侧导线所处的磁场方向斜向下，则由左手定则可知， 直导线左侧受力方向向外，直导线右侧受力方向向里，故从上向下看为逆时针转动 ； 当转过 90时，由左手定则可得直导线受力向下，故 D 选项正确。 3如图所示，两个圆形线圈P和Q，悬挂在光滑绝缘杆上，通以方向相同的电流， 若I1
3、I2，P、Q受到安培力大小分别为F1、F2，则P和Q( ) A相互吸引，F1F2 B相互排斥，F1F2 C相互排斥，F1F2D相互吸引，F1F2 解析：选 D 两个圆形线圈，电流同向，根据同向电流相互吸引，异向电流相互排斥， 知两线圈相互吸引。 根据牛顿第三定律知， 线圈P对线圈Q的力和线圈Q对线圈P的力大小 相等，方向相反，故 D 正确。 4.多选通电矩形线框abcd与长直通电导线MN在同一平面内，如图 所示，ab边与MN平行。关于MN产生的磁场对线框的作用力，下列说法 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等 C线框所受的安培力的合力方向向左
4、D线框所受的安培力的合力方向向右 解析：选 BD 由安培定则可知导线MN在线框处所产生的磁场方向垂直于纸面向外，再 由左手定则判断出bc边和ad边所受安培力大小相等， 方向相反。ab边受到向右的安培力Fab， cd边受到向左的安培力Fcd，因为ab所处的磁场较强，cd所处的磁场较弱，故FabFcd，线 框所受合力方向向右。选项 B、D 正确。 5.在同一平面内有四根彼此绝缘的通电直导线， 如图所示， 四根导线中的 电流I4I3I2I1。要使O点的磁场增强，则应切断哪一根导线中的电流 ( ) AI1 BI2 CI3 DI4 解析：选 D 根据安培定则可知I1、I2、I3、I4在O点产生的磁场方向
5、分别为垂直于纸 面向里、向里、向里、向外，又I3I4，故切断I4可使O点的磁场增强，选项 D 正确。 6.如图所示，一重为G1的通电圆环置于水平桌面上，圆环中电流方向 为顺时针方向(从上往下看)，在圆环的正上方用轻绳悬挂一条形磁铁，磁铁 的中心轴线通过 圆环中心，磁铁 的上端为 N 极，下端为 S 极，磁铁自身的重 力为G2。则关于 圆环对桌面的压力F和磁铁对轻绳的拉力F的大小，下列关系中正确的是 ( ) AFG1，FG2BFG2 CFG1，FG2 解析：选 D 顺时针方向的环形电流可以等效为一个竖直放置的小磁针，由安培定则可 知，“小磁针”的 N 极向下，S 极向上，故与磁铁之间的相互作用力
6、为斥力，所以圆环对桌 面的压力F将大于圆环的重力G1， 磁铁对轻绳的拉力F将小于磁铁的重力G2， 选项 D 正确。 7 已知长沙市区地磁场的磁感应强度B约为 4.0105 T， 其水平分量约为 3.0105 T； 若市区一高层建筑安装了高 50 m 的竖直金属杆作为避雷针，在某次雷雨天气中，当带有 正电的乌云经过避雷针的上方时，经避雷针开始放电，电流方向自上而下，大小为 1.0105 A，此时金属杆受到地磁场对它的安培力方向和大小分别为( ) A方向向西，大小约为 150 N B方向向西，大小约为 200 N C方向向东，大小约为 150 N D方向向东，大小约为 200 N 解析：选 C 当
7、带有正电的乌云经避雷针放电时，放电电流方向沿避 雷针向下，若面向北方而立，则空间水平磁场均为 “” ，则右方为东方， 左方为西方向， 如图， 由左手定则判定可知金属杆所受安培力的方向向东， 大小为FBIL3.0105110550 N150 N，故 C 正确。 8.两条直导线互相垂直，如图所示，但相隔一个小距离，其中一条AB是 固定的，另一条CD能自由转动。当直流电流按如图所示方向通入两条导线 时，CD导线将( ) A顺时针方向转动，同时靠近导线AB B顺时针方向转动，同时离开导线AB C逆时针方向转动，同时离开导线AB D逆时针方向转动，同时靠近导线AB 解析：选 D 根据电流方向相同时导线相
8、互吸引，相反时则排斥，可知CD导线将逆时 针方向转动，同时靠近导线AB，所以 D 正确。 9多选如图所示，直导线处于足够大的磁场中，与磁感线成30角，导线中通 过的电流为I，为了增大导线所受的安培力，可采取的办法是( ) A增大电流I B增加直导线的长度 C使导线在纸面内顺时针转 30角 D使导线在纸面内顺时针转 45角 解析 ： 选 AB 由公式FBIL， 当增大电流时， 可增大通电导线所受的磁场力， 故 A 正确 ； 由公式FBIL，当增加直导线的长度时，可增大通电导线所受的磁场力，故 B 正确；当使 导线在纸面内顺时针转 30时，导线沿磁场方向投影长度为零，则所受磁场力为零，故 C 错误
9、；当使导线在纸面内顺时针转 45时，导线沿磁场方向投影长度缩短，则所受磁场力 变小，故 D 错误。 10多选如图所示，一个半径为R的导电圆环与一个轴向对称的发散磁场处处正交， 环上各点的磁感应强度B大小相等， 方向均与环面轴线方向成角(环面 轴线为竖直方向)。若导线环上载有如图所示的恒定电流I，则下列说法正确 的是 ( ) A导电圆环所受安培力方向竖直向上 B导电圆环所受安培力方向竖直向下 C导电圆环所受安培力的大小为 2BIR D导电圆环所受安培力的大小为 2BIRsin 解析：选 AD 把磁感应强度分解为水平分量与竖直分量，竖直方向的磁场对环形电流 的安培力为零，由左手定则可知，水平方向的
10、磁场对环形电流的安培力竖直向上，即导电圆 环所受安培力竖直向上，故 A 正确，B 错误。水平磁场对电流的安培力FB水平I2R 2BIRsin ，故 C 错误，D 正确。 11如图所示，两平行导轨间的距离L0.40 m，金属导轨所在的平面与水 平面夹角为37， 在导轨所在的平面内， 分布着磁感应强度B0.50 T，方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E 4.5 V、内阻r0.50 的直流电源。 现把一个质量m0.04 kg 的导体棒ab放在金属导轨上， 导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直、且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的 电阻R02.5 ， 金属导轨电阻不计
11、，g取 10 m/s2。 已知 sin 370.60， cos 37 0.80， 求： (1)通过导体棒的电流； (2)导体棒受到的安培力大小； (3)导体棒受到的摩擦力。 解析：(1)导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路，根据闭合电路欧姆定律有：I 1.5 A。 E Rr (2)导体棒受到的安培力：F安BIL0.30 N。 (3)导体棒所受重力沿斜面向下的分力F1mgsin 370.24 N。 由于F1小于安培力，故导体棒受沿斜面向下的摩擦力f，根据共点力平衡条件mgsin 37fF安 解得：f0.06 N，方向沿导轨向下。 答案：(1)1.5 A (2)0.30 N (3)0.06 N，
12、方向沿导轨向下 12如图所示，PQ和EF为水平放置的平行金属导轨，间距为L1.0 m，导体棒ab跨 放在导轨上， 棒的质量为m20 g， 棒的中点用细绳经轻滑轮与物体c相连， 物体c的质量M 30 g。在垂直导轨平面方向存在磁感应强度B0.2 T 的匀强磁场，磁场方向竖直向上，重力 加速度g取 10 m/s2。若导轨是粗糙的，且导体棒与导轨间的最大静摩擦力为导体棒ab重力 的 0.5 倍，若要保持物体c静止不动。应该在棒中通入多大的电流；电流的方向如何。 解析：因为导轨粗糙，设导体棒的最大静摩擦力大小为fm，且fm0.5mg0.1 N， 物体c的重力为GMg0.3 N， 可知最大静摩擦小于物体c的重力， 即要保持导体棒静 止，则安培力方向必须水平向左，则根据左手定则判断得知棒中电流的方向为由a到b。 若安培力大于物体c的重力时，电流较大，设此时电流为I1， 则由平衡条件有 BI1LMgfm0.1 N， 解得，I12 A 若安培力小于物体c的重力时，电流较小，设此时电流为I2， 则由平衡条件有 MgBI2Lfm0.1 N， 解得：I21 A 即ab棒中电流为 1 AI2 A。 答案：1 AI2 A，由a到b