《《新课标》高二物理(人教版)第二章-磁-场》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《新课标》高二物理(人教版)第二章-磁-场（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、新课标高二物理（人教版） 第二章 磁 场第四讲 通电导线在磁场中受到的力（一）1磁场对电流的作用力，称为安培力安培力方向的判定用左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向2通电导线在磁场中所受安培力的大小与磁感应强度大小、电流大小、导线长度、以及电流I与B的夹角有关，当通电导线与磁感线垂直时，即电流方向与磁感线方向垂直时，所受的安培力最大FILB 。当通电导线与磁感线不垂直时，如图所示，电流方向与磁感线方向成角，通电导线所受的安培力为FIBLsin_ 。当通电导线与
2、磁感线平行时，所受安培力为0 。3磁电式电流表：主要构件有蹄形磁铁、圆柱形铁芯、铝框、线圈、转轴、螺旋弹簧、指针、接线柱其工作原理为：当电流通过线圈时，导线受到安培力的作用由左手定则可以判断，线圈左右两边所受的安培力方向相反，所以架在轴上的线圈就要转动线圈转动时，螺旋弹簧变形，反抗线圈的转动，电流越大，安培力就越大，线圈偏转的角度越大，所以从线圈偏转的角度就能判断通过的电流大小；线圈中的电流方向改变时，安培力的方向随之改变，指针的偏转方向也随之改变1画出图中导线棒ab所受的磁场力方向图3答案ab棒所受的磁场力方向如下图所示2将长度为20 cm，通有0.1 A电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与
3、磁场的方向如图所示，已知磁感应强度大小为1 T，试求出下列各图中导线所受安培力的大小和方向解析：由左手定则和安培力的计算公式得：(1)因导线与磁感线平行，所以导线所受安培力为零；(2)由左手定则知：安培力方向垂直导线水平向右，大小F2BIL10.10.2 N0.02 N；(3)安培力的方向在纸面内垂直导线斜向上，大小F3BIL0.02 N.3把一小段通电直导线放入磁场中，导线受到安培力的作用，关于安培力的方向，下列说法中正确的是 (D) A安培力的方向一定跟磁感应强度的方向相同B安培力的方向一定跟磁感应强度的方向垂直，但不一定跟电流方向垂直C安培力的方向一定跟电流方向垂直，但不一定跟磁感应强度
4、方向垂直D安培力的方向既跟磁感应强度方向垂直，又跟电流方向垂直4关于通电导线所受安培力F的方向，磁感应强度B的方向和电流I的方向之间的关系，下列说法正确的是 ( B)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5一根长为0.2 m、电流为2 A的通电导线，放在磁感应强度为0.5 T的匀强磁场中，受到磁场力的大小可能是 ( BCD)A0.4 N B0.2 NC0.1 N D0 N6下面的几个图显示了磁场对通电直导线的作用力，其中正确的是 ( C )7 如图所示，把一重力不计的通电
5、直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流I时，导线的运动情况是(从上往下看) ( A )A顺时针方向转动，同时下降 B顺时针方向转动，同时上升C逆时针方向转动，同时下降 D逆时针方向转动，同时上升8将长为1 m的导线ac，从中点b折成如图4所示形状，放入B0.08 T的匀强磁场中，abc平面与磁场垂直，若在导线abc中通入25 A的直流电，则整根导线所受安培力大小为多少？解析：FILacB250.08 N N9如图所示，把轻质导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图中所示方向的电流后，判断线圈如何运动答案：线
6、圈将向磁铁运动10质量为m的导体棒MN静止于宽度为L的水平导轨上，通过MN的电流为I，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与导轨平面成角斜向下，如图7所示，求MN所受的支持力和摩擦力的大小解析：导体棒MN处于平衡状态，注意题中磁场方向与MN是垂直的，作出其侧视图，对MN进行受力分析，如图所示由平衡条件有：FfFsin ，FNFcos mg，其中FILB解得：FNILBcos mg，FfILBsin .11如图所示,在与水平方向夹角为60的光滑金属导轨间有一电源，在相距1 m的平行导轨上放一质量为m=0.3 kg的金属棒ab,通以从ba, I=3 A的电流,磁场方向坚直向上,这时金属棒恰好静止。求：(
7、1)匀强磁场磁感应强度的大小；(2)ab棒对导轨的压力(g10 m/s2)解析： 金属棒ab中电流方向由ba,它所受安培力方向水平向右，(1)ab棒静止，受力情况如右图所示，沿斜面方向受力平衡，则mgsin BILcos .B1.73 T.(2)对导轨的压力为：FNFN6 N.12据报道，最近已研制出一种可以投入使用的电磁轨道炮，其原理如图所示。炮弹(可视为长方形导体)置于两固定的平行导轨之间，并与轨道壁密接。开始时炮弹在导轨的一端，通电流后，炮弹会被磁场力加速，最后从位于导轨另一端的出口高速射出。设两导轨之间的距离w0.10 m，导轨长L5.0 m，炮弹质量m0.30 kg。导轨上的电流I的
8、方向如图中箭头所示。可认为，炮弹在轨道内运动时，它所在处磁场的磁感应强度始终为B2.0 T，方向垂直于纸面向里。若炮弹出口速度为v2.0103 m/s。求通过导轨的电流I。(忽略摩擦力与重力的影响)解析：在导轨通有电流I时，炮弹作为导体受到磁场施加的安培力为FIwB设炮弹的加速度大小为a，则有Fma炮弹在两导轨间做匀加速运动，因而v22aL联立式代入数据得I6.0105 A。新课标高二物理（人教版） 第二章 磁 场第四讲 通电导线在磁场中受到的力（二）1关于安培力、磁感应强度的下列说法，正确的是 ( D )A通电导线不受磁场力作用的地方一定没有磁场B将I、L相同的通电导体放在同一匀强磁场的不同
9、位置，受安培力一定相同C磁感线指向磁感应强度减小的方向 D以上说法都不正确2一根容易形变的弹性导线，两端固定导线中通有电流，方向如下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 ( D )3关于磁电式电流表，下列说法中正确的是 ( BC)A电流表的工作原理是安培力对通电导线的加速作用B电流表的工作原理是安培力对通电导线的转动作用C电流表指针的偏转角与所通电流成正比 D电流表指针的偏转角与所通电流成反比4如图所示，一根有质量的金属棒MN，两端用细软导线连接后悬于a、b两点，棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀
10、强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N，此时悬线上有拉力，为了使拉力等于零，可以 (C)A适当减小磁感应强度 B使磁场反向C适当增大电流D使电流反向5如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在条形磁铁的左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线，当导线中通以图示方向的电流时 ( C )A磁铁对桌面的压力减小，且受到向左的摩擦力作用B磁铁对桌面的压力减小，且受到向右的摩擦力作用C磁铁对桌面的压力增大，且受到向左的摩擦力作用D磁铁对桌面的压力增大，且受到向右的摩擦力作用6在地球赤道附近地磁场的方向近似为水平向北在一根东西方向水平架设的直流输电导线中，通有自西向东方向的电流由于地磁场的作用，该导线受到安培力的方
11、向为 ( A )A向上 B向下 C向南 D向北7如图所示，两条导线相互垂直，但相隔一段距离其中AB固定，CD能自由活动,当直线电流按图示方向通入两条导线时,导线CD将(从纸外向纸内看)（ D ）A顺时针方向转动同时靠近导线ABB逆时针方向转动同时离开导线ABC顺时针方向转动同时离开导线ABD逆时针方向转动同时靠近导线AB8一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘，垂直放置，且两个线圈的圆心重合当两线圈都通过如图所示方向的电流时，则从左向右看，线圈L1将 （ C ）A不动B顺时针转动C逆时针转动D向纸外平动9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.
12、5 T的匀强磁场中，则导线受到的安培力的大小可能是 ( BCD )A0.4 N B0.2 N C0.1 N D010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 ( BCD)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11如图，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abcbcd135.流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示导线段abcd
13、所受到的磁场的作用力的合力 ( A )A方向沿纸面向上，大小为(1)ILBB方向沿纸面向上，大小为(1)ILBC方向沿纸面向下，大小为(1)ILBD方向沿纸面向下，大小为(1)ILB12要想提高磁电式电流表的灵敏度，可采用的办法有 (ABD)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13实验室经常使用的电流表是磁电式电流表这种电流表的构造如图甲所示蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的若线圈中通以如图乙所示的电流，则下列说法中正确的是 (ABD)A在量程内指针转至任一角度，线圈平面都跟磁感线平行B线圈转动时，螺旋弹簧被扭动，阻碍线圈转动C当线
14、圈在如图乙所示的位置时，b端受到的安培力方向向上D当线圈在如图乙所示的位置时，安培力的作用使线圈沿顺时针方向转动14如图所示，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，一根质量为3.6 kg 金属棒，当通以5 A的电流时，金属棒沿导轨做匀速运动；当金属棒中电流增加到8 A时，金属棒能获得2 m/s2的加速度，求匀强磁场的磁感应强度的大小解析：金属棒匀速运动时，由平衡条件得出安培力和摩擦力等大反向，即BI1LFf；金属棒匀加速运动时，由牛顿第二定律得出BI2LFfma，代入数据，两式联立解得B1.2 T.15如图所示，一劲度系数为k的轻质弹簧，下端挂有一匝数为n的矩形线框abcd，bc边长为l，线框的下半部处在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与线框平面垂直，在图中垂直于纸面向里，线框中通以电流I，方向如图所示，开始时线框处于平衡状态现令磁场反向，磁感应强度的大小仍为B，线框达到新的平衡，在此过程中线框位移的大小x为多少？方向如何？解析：两种情况下安培力方向相反，大小均为
