通电导线在磁场中受到的力Word文件下载.docx
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铁芯、线圈和指针是一个整体能够转动。
（2）电流表的工作原理
（1）蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射散布的，不管通电线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感应线平行，当电流通过线圈时线圈上跟铁轴平行的两边都要受到安培力，这两个力产生的力矩使线圈发生转到，线圈转动使螺旋弹簧被扭动，产生一个阻碍线圈转动的力矩，其大小随线圈转动的角度增大而增大，当这种阻碍力矩和安培力产生的使线圈转动的力矩相平稳时，线圈停止转动。
（2）磁场对电流的作使劲与电流成正比，因此线圈中的电流越大，安培力产生的力矩也越大，线圈和指针偏转的角度也越大，因此依照指针的偏转角度的大小，能够明白被测电流的强弱。
表盘的刻度均匀，θ∝I
（3）当线圈中的电流方向发生转变时，安培力的方向也随之改变，指针的偏转方向也发生转变，因此依照指针的偏转方向，能够明白被测电流的方向。
专题四先画磁感线后分析受力
分析谁受力，谁自身产生的磁场不计
（1）先画出条形磁铁、蹄形磁铁、通电直导线、螺线管的磁感线
（2）后分析处在磁场中的通电导线受力（有时需要分析反作使劲）
专题五通电直导线在平面、斜面上问题
（1）通电直导线在水平面或竖直面上
切开：
把直导线从侧面切开（画直导线剖面图）
画安培力：
依照电流方向和磁感线方向画出安培力（磁感线与水平平面或竖直平面不垂直时需要把B分解成垂直平面和沿着平面）
受力分析：
静止列平稳方程、带加速度列牛二
（2）通电直导线在斜面上
依照电流方向和磁感线方向画出安培力
静止列平稳方程（正交分解法或三角法）、带加速度列牛二
例一、关于磁场对通电直导线的作使劲,以下说法正确的选项是（）
A.通电直导线在磁场中必然受到安培力的作用
B.通电直导线在磁场中所受安培力的方向必然跟磁场方向垂直
C.通电直导线在磁场中所受安培力的方向必然跟电流方向垂直
D.通电直导线在磁场中所受安培力的方向垂直于由B和I所确信的平面
例二、某同窗画的表示磁场B、电流I和安培力F的彼此关系如下图，其中正确的选项是（
）
例3、在下四图中，标出了匀强磁场B的方向、通电直导线中电流I的流向，和通电直导线所受安培力F的方向，其中正确的选项是（
例4、用两根细线把两个完全相同的圆形导线环悬挂起来，让二者等高平行放置，如图3－4－23所示．当两导线环中通入方向相同的电流I1、I2时，那么有（ ）
A．两导线环彼此吸引
B．两导线环彼此排斥
C．两导线环无彼此作使劲
D．两导线环先吸引后排斥
例5、（2020·
上海卷）如图，长为2l的直导线折成边长相等，夹角为60°
的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B.当在该导线中通以电流强度为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力大小为（ ）
A．0B．
C．BIlD．2BIl
例6、（2020年高考海南卷）一根容易形变的弹性导线，两头固定．导线中通有电流，方向如图3－4－18中箭头所示．当没有磁场时，导线呈直线状态；
当别离加上方向竖直向上、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选项是（ ）
例7、通电矩形线框abcd与长直通电导线MN在同一平面内，如下图，ab边与MN平行．关于MN的磁场对线框的作使劲，以下说法正确的选项是（ ）
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
D．线框所受的安培力的合力方向向右
例8、如图3所示，条形磁铁放在水平桌面上，其中央正上方固定一根直导线，导线与磁铁垂直，并通以垂直纸面向外的电流 [ ]
A．磁铁对桌面的压力减小、不受桌面摩擦力的作用
B．磁铁对桌面的压力减小、受到桌面摩擦力的作用
C．磁铁对桌面的压力增大，个受桌面摩擦力的作用
D．磁铁对桌面的压力增大，受到桌面摩擦力的作用
例9、一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针上方，并与磁针指向平行，能使磁针的S极转向纸内，如图1所示，那么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．问左飞行的负离子束
例10.两条直导线相互垂直，如图9（甲）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。
当直流电流按图9（乙）所示方向通入两条导线时，CD导线将（
）。
图9
A.不动
B.顺时针方向转动，同时靠近导线AB
C.顺时针方向转动，同时离开导线AB
D.逆时针方向转动，同时离开导线AB
E.逆时针方向转动，同时靠近导线AB
答案：
E
例1一、如右图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在磁铁右上方固定一根与磁铁垂直的长直导线。
当导线中通以由外向内的电流时（
A.磁铁受到向左的摩擦力，磁铁对桌面的压力减小
B.磁铁受到向右的摩擦力，且对桌面的压力减小
C.磁铁受到向左的摩擦力，且对桌面的压力增大
D.磁铁不受摩擦力，对桌面的压力不变
A
例12
如右图所示，轻质导体环用细线挂在条形磁铁周围，磁铁的轴线穿过圆环圆心且与环共面，当通以图示方向电流时，导体环将
A.不发生转动，同时靠近磁铁
B.不发生转动，同时离开磁铁
C.发生转动，同时靠近磁铁
D.发生转动，同时离开磁铁
C
例13、如下图，在同一水平面上的两根导轨彼此平行，并处在竖直向上的匀强磁场中，一根质量为3.6kg，有效长度为2m的金属棒放在导轨上．当金属棒中的电流为5A时，金属棒做匀速直线运动；
当金属棒中的电流增加到8A时，金属棒的加速度为2m/s2，求磁场的磁感应强度的大小．
图3－4－20
例14、如下图，电源与竖直放置的滑腻导轨相连，一金属导体棒靠在导轨外面，为使金属棒不动，咱们在导轨所在空
间内加磁场，那么此磁场的方向可能是
（
A．垂直于导轨所在平面指向纸内
B．垂直于导轨所在平面指向纸外
C．平行于导轨所在平面向右
D．与导轨所在平面成60°
角斜向下方，指向纸内
例15、如下图，通电导体棒AC静止于水平导轨上，棒的质量为m长为l，通过的电流强度为I，匀强磁场的磁感强度B的方向与导轨平面成θ角，求导轨受到AC棒的压力和摩擦力各为多大？
例16、如下图，在倾角为α的滑腻斜面上，垂直纸面放置一根长为L、质量为m的直导体棒，在导体棒中的电流I垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，以下外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向正确的选项是（ ）
A．B＝mg
，方向垂直斜面向上
B．B＝mg
，方向垂直斜面向下
C．B＝mg
D．B＝mg
例17、如下图，两根间距为d的平行滑腻金属导轨间接有电源E，导轨平面与水平面间的夹角θ＝30°
.金属杆ab垂直导轨放置，导轨与金属杆接触良好．整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中．当磁场方向垂直导轨平面向上时，金属杆ab恰益处于静止状态．要使金属杆能沿导轨向上运动，能够采取的方法是（ ）
A．增大磁感应强度B
B．调剂滑动变阻器使电流减小
C．增大导轨平面与水平面间的夹角θ
D．将电源正负极对调使金属杆中的电流方向改变
例1八、如右图所示，通电直导线ab质量为m、长为l水平地放置在倾角为
的滑腻斜面下，通过图示方向的电流，电流强度为I，要求导线ab静止在斜面上。
（1）假设磁场的方向竖直向上，那么磁感应强度为多大？
（2）假设要求磁感应强度最小，那么磁感应强度如何？
解析：
此题的关键是分析导线的受力情形，那么如何将立体情形转化为平面情形？
（1）假设磁场方向竖直向上，从a向b观看，导线受力情形如右图13所示。
由平稳条件得：
在水平方向上
；
在竖直方向上
，其中F＝BIL。
联立可解得：
。
（2）假设要求磁感应强度最小，那么一方面应使磁场方向与通电导线垂直，同时另一方面调整磁场方向使与重力、支持力合力相平稳的安培力最小。
如右图由力的矢量三角形讨论可知，当安培力方向与支持力垂直时，安培力最小，对应磁感应强度最小，设其值为
，那么：
依照左手定那么判定知，该磁场方向垂直斜面向上。
第二部份
练习题一
1．如下图，一根有质量的金属棒MN，两头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强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N，现在悬线上有拉力，为了使拉力等于零，能够（ ）
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
2．如下图，在滑腻的水平桌面上放一根条形磁铁．在其上方与条形磁铁平行地固定一根通电导线，电流方向如下图，以下说法正确的选项是（ ）
A．条形磁铁的N极向里、S极向外转动，且对桌面的压力增大
B．条形磁铁的N极向里、S极向外转动，且对桌面的压力减小
C．条形磁铁的N极向外、S极向里转动，且对桌面的压力增大
D．条形磁铁的N极向外、S极向里转动，且对桌面的压力减小
3．在xOy水平面中有一通电直导线，与y轴平行，导线中电流方向如下图，该区域有匀强磁场，通电导线所受磁场力的方向与Oz轴正方向相同，该磁场的磁感应强度的方向是（ ）
A．沿x轴负方向且必然沿x轴负方向
B．必然沿y轴负方向
C．可能沿z轴正方向
D．可能沿x轴负方向
4．如下图，弹性线圈AB，当它通电时，以下判定正确的选项是（ ）
A．当电流从A→B时，线圈长度增加，当电流反向后线圈长度减小
B．当电流从B→A时，线圈长度增加，当电流反向后线圈长度减小
C．不管电流方向如何，线圈长度都增加
D．不管电流方向如何，线圈长度都减小
5．电磁炮的大体原理如下图，把待发射的炮弹（导体）放置在匀强磁场中的两条平行导轨（导轨与水平方向成α角）上，磁场方向和导轨平面垂直，假设给导轨以专门大的电流I，使炮弹作为一个载流导体在磁场的作用下，沿导轨做加速运动，以某一速度发射出去，已知匀强磁场的磁感应强度为B，两导轨间的距离为L，磁场中导轨的长度为s，炮弹的质量为m，炮弹和导轨间的摩擦和炮弹本身的长度均不计，那么炮弹离开炮口时的速度为（ ）
6．如下图，A为一水平放置的橡胶盘，带有大量均匀散布的负电荷，在圆盘正上方水平放置一通电直导线，电流方向如图，当圆盘沿图中所示方向高速绕中心轴OO′转动时，通电直导线所受磁场力的方向是（ ）
A．竖直向上B．竖直向下
C．水平向里D．水平向外
7．如下图，两个完全相同的线骗局在一水平滑腻的绝缘圆柱上，线圈能自由移动，假设两线圈内通有大小不等的同向电流，那么它们的运动情形是（ ）
A．都绕圆柱转动
B．以不等的加速度相向运动
C．以相等的加速度相向运动
D．以相等的加速度相背运动
一、C二、B3、D4、D五、C六、C7、C
练习题二
一、选择题
1．关于磁场和磁感线的描述，正确的说法有[ ]
A．磁极之间的彼此作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种物质
B．磁感线能够形象地表现磁场的强弱与方向
C．磁感线老是从磁铁的北极动身，到南极终止
D．磁感线确实是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线，没有细铁屑的地址就没有磁感线
4．关于磁场，以下说法正确的选项是[ ]
A．电流在磁场中某点不受磁场力作用，那么该点的磁感强度必然为零
B．磁场中某点的磁感强度，依照公式B=F/I·
l，它跟F，I，l都有关
C．磁场中某点的磁感强度的方向垂直于该点的磁场方向
D．磁场中任一点的磁感强度等于磁通密度，即垂直于磁感强度方向的单位面积的磁通量
5．磁场中某点的磁感应强度的方向[ ]
A．放在该点的通电直导线所受的磁场力的方向
B．放在该点的正查验电荷所受的磁场力的方向
C．放在该点的小磁针静止时N极所指的方向
D．通过该点磁场线的切线方向
6．以下有关磁通量的论述中正确的选项是[ ]
A．磁感强度越大的地址，穿过线圈的磁通量也越大
B．磁感强度越大的地址，线圈面积越大，那么穿过线圈的磁通量越大
C．穿过线圈的磁通量为零的地址，磁感强度必然为零
D．匀强磁场中，穿过线圈的磁感线越多，那么磁通量越大
8．如下图，将通电线圈悬挂在磁铁N极周围：
磁铁处于水平位置和线圈在同一平面内，且磁铁的轴线通过线圈圆心，线圈将 [ ]
A．转动同时靠近磁铁 B．转动同时离开磁铁
C．不转动，只靠近磁铁 D．不转动，只离开磁铁
9．通电矩形线圈平面垂直于匀强磁场的磁感线，那么有[ ]
A．线圈所受安培力的合力为零
B．线圈所受安培力以任一边为轴的力矩为零
C．线圈所受安培力以任一对角线为轴的力矩不为零
D．线圈所受安培力必然使其四边有向外扩展形变的成效
二、填空题
10．匀强磁场中有一段长为0.2m的直导线，它与磁场方向垂直，当通过3A的电流时，受到60×
10-2N的磁场力，那么磁场的磁感强度是______特；
当导线长度缩短一半时，磁场的磁感强度是_____特；
当通入的电流加倍时，磁场的磁感强度是______特．
12．一矩形线圈面积S＝10-2m2，它和匀强磁场方向之间的夹角θ1＝30°
，穿过线圈的磁通量Ф＝1×
103Wb，那么磁场的磁感强度B______；
假设线圈以一条边为轴的转180°
，那么穿过线圈的磁能量的转变为______；
假设线圈平面和磁场方向之间的夹角变成θ2＝0°
，那么Ф＝______．
答案
1．AB2．BC3．D4．D5．CD6．D7．A8．A9．AB
练习题三
1、以下说法中正确的选项是（
A.磁场中某一点的磁感应强度能够如此测定：
把一小段通电导线放在该点时受到磁场力F与该导线的长度L、通过的电流I乘积的比值即
B.通电导线在某点不受磁场力的作用，那么该点的磁感应强度必然为零
C.磁感应强度
只是概念式，它的大小取决于场源和磁场中的位置，与F、I、L和通电导线在磁场中的方向无关
D.通电导线所受磁场力的方向确实是磁场的方向
2、如图1所示的天平可用来测定磁感应强度，天平的右臂下面挂有一个矩形线圈。
宽度为l，共N匝，线圈下端悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面。
当线圈中通有电流I（方向如图1）时，在天平左右两边加上质量各为
的砝码，天平平稳，当电流反向（大小不变）时，右边再加上质量为m的砝码后，天平从头平稳，由此可知（
A.磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为
B.磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为
C.磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为
D.磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为
3、关于通电导线所受安培力F的方向与磁场磁感应强度B的方向和电流的方向之间的关系。
下述说法正确的选项是（
A.F、B、I三者老是相互垂直的
B.F总与B和I垂直，但B、I之间能够不垂直
C.B总与F和I垂直，但F、I之间能够不垂直
D.I总与F和B垂直，但F、B之间能够不垂直
4、如图2所示，两个一样的通电导线环同轴平行，相隔一小段距离悬挂，当同时给两导线环通以同向电流时，两导线环将（
A.吸引
B.排斥
C.维持静止
D.边吸引边转动
5、一个可自由运动的线圈
和一个固定的线圈
相互绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，当两线圈都通过如图4所示方向的电流时，那么从左向右看，线圈
将（
A.不动
B.顺时针转动
C.逆时针转动
D.向纸外平动
6、在一根长为0.2m的直导线中通入2A的电流，将导线放在磁感应强度为的匀强磁场中，那么导线受到的安培力的大小可能是（
A.0.4N
B.
C.
D.0
7、如图6所示，MN、PQ为水平放置的金属导轨，直导线ab与导轨垂直放置，导轨间距
，其电阻为
，导轨所在区域处在匀强磁场中，磁场方向竖直向下，磁感应强度
电池电动势
，内电阻
，电阻
，开关S接通后直导线ab仍静止不动。
求直导线ab所受的摩擦力的大小和方向。
练习题四
1、有两根长直导线a、b相互平行放置，图所示为垂直于导线的截面图。
在图示的平面内，O点为两根导线连线ab的中点，M、N为ab的中垂线上的两点，它们与ab的距离相等。
假设两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流，已知直线电流产生的磁场在某点的磁感应强度B的大小跟该点到通电导线的距离r成反比。
那么关于线段MN上各点的磁感应强度的说法中正确的选项是
（）
A.M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相同
B.M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相反
C.在线段MN上各点的磁感应强度都不可能为零
D.假设在N点放一小磁针,静止时其北极沿ON指向O点
2、对磁感应强度的概念式
的明白得，以下说法正确的选项是（）
A．磁感应强度B跟磁场力F成正比，跟电流强度I和导线长度L的乘积成反比
B．公式说明，磁感应强度B的方向与通电导体的受力F的方向相同2
C．磁感应强度B是由磁场本身决定的，不随F、I及L的转变而转变
D．若是通电导体在磁场中某处受到的磁场力F等于0，那么该处的磁感应强度也等于0
3、如下图，在绝缘的水平面上等间距固定着三根彼此平行的通电直导线a、b和c，各导线中的电流大小相同，其中a、c导线中的电流方向垂直纸面向外，b导线电流方向垂直纸面向内。
每根导线都受到另外两根导线对它的安培力作用。
关于每根导线所受安培力的合力，以下说法中正确的选项是
（
（A）导线a所受安培力的合力方向向右
（B）导线c所受安培力的合力方向向右
（C）导线c所受安培力的合力方向向左（D）导线b所受安培力的合力方向向左
4、如图3所示，电流从A点分两路通过对称的半圆支路汇合于B点，在圆环中心O处的磁感应强度为（
）.
A.最大，垂直纸面向外
B.最大，垂直纸而向里
C.零
D.无法确信
5、如下图，纸面内有一通电导线，要使该导线受到沿纸面向右的安培力，那么磁场的方向可能为
A．垂直于导线向右
B．与纸面成必然角度（不等于零）向里
C．与纸面成必然角度（不等于零）向外
D．垂直于纸面向外
6、如下图，在同一平面上有a、b、c三根等间距平行放置的长直导线，依次载有电流强度为1A、2A、3A的电流，电流方向如图，那么
A．导线a所受的安培力方向向左
B．导线b所受的安培力方向向右
C．导线c所受的安培力方向向右
D．由于不能判定导线c所在位置的磁场方向，因此导线c受的安培力方向也不能判定
7、如下图，有一固定在水平地面上的倾角为θ的滑腻斜面，有一根水平放在斜面上的导体棒，长为L，质量为m，通有垂直纸面向外的电流I。
空间中存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。
此刻释放导体棒，设导体棒受到斜面的支持力为N，那么关于导体棒的受力分析必然正确的选项是（重力加速度为g）
θ＝BIL
θ＝N－BILsinθ
8、以下关于磁感应强度的说法中正确的选项是
A．通电导线受安培力大的地址磁感应强度必然大
B．磁感线的指向确实是磁感应强度减小的方向
C．放在匀强磁场中遍地的通电导线，受力大小和方向处处相同
D．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关
9、一小段通电直导线长1cm，电流强度为5A，把它放入磁场中某点时所受磁场力大小为0．1N，那么该点的磁感强度为（
A．B＝2T；
B．B≥2T；
C、B≤2T；
D．以上三种情形均有可能
10、一根又大又松弛的导体线圈管竖立放置,通电后线圈将会是
A.上下紧缩,左右膨胀
B.上下紧缩,左右紧缩
C.上下膨胀,左右膨胀
D.上下膨胀,左右紧缩
11、依照磁场对电流会产生作使劲的原理，人们研制出一种新型的炮弹发射装置--电磁炮，它的大体原理如下图，
以下结论中正确的选项是（）
A.要使炮弹沿导轨向右发射，必需通以自M向N的电流
B.要使炮弹沿导轨向右发射，必需通以自N向M的电流
C.要想提高炮弹的发射速度，可适当增大电流或磁感应强度
D.使电流和磁感应强度的方向同时反向，炮弹的发射方向亦将随之反向
12、一根通有电流I的直铜棒用软导线挂在如图4所示匀强磁场中，现在悬线中的张力大于零而小于铜棒的重力．欲使悬线中拉力为零，可采纳的方式有（）
A．适当增大电流，方向不变
B．适当减小电流，并使它反向
C．电流大小、方向不变，适当增强磁场
D．使原电流反向，并适当减弱磁场
13、如下图，有一长直导线放在A位置，在其正上方有另一长直导线放在B位置，导线都通以垂直纸面向里的恒定电流，现将导线从B位置移动到C位置，已知导线A始终静止，那么导线在C点稳固后和原先在B位置相较较（
A．导线A受到的安培力方向始终向下
B．导线A对桌面的压力减小
C．导线A对桌面的摩擦力始终为零
D
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