【精准解析】人教版物理选修3-1习题：第3章4通电导线在磁场中受到的力

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第三章　4

[练案 24]

基础夯实

一、选择题(1～4题为单选题，5、6题为多选题)

1．下列图中，电流 I的方向、磁场 B的方向和磁场对电流作用力 F的方向的关系错误的

是(　A　)

解析：由左手定则可知，A图中磁场对电流作用力 F的方向竖直向上，所以 A错误；而

B、C、D都符合左手定则。本题选错误的，故选 A。

2．(2019·江西省宜春市高二上学期期末)已知北京地区地磁场的水平分量为 3.0×10－5 T。

若北京市一高层建筑安装了高 100 m 的金属杆作为避雷针，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，避雷针开始放电，某一时刻的放电电流为 1×105 A，此时金属

杆所受安培力的方向和大小分别为(　A　)

A．方向向东，大小为 300 N　B．方向向东，大小为 30 N

C．方向向西，大小为 300 N D．方向向西，大小为 30 N

解析：当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“×”，若右方为东方，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 F＝BIL＝3.0×10－5×1×105×100 N＝300 N。故选 A。

3．如图所示，在方框中有一能产生磁场的装置，现在在方框右边放一通电直导线(电流方

向如图中箭头方向)，发现通电导线受到向右的作用力，则方框中放置的装置可能是下面哪个

(　C　)

解析：根据通电导线受到向右的作用力，由左手定则判定导线处于垂直纸面向外的磁场

中，根据右手定则可判只有 C选项符合要求，故选 C。

4．(2019·安徽省池州市高二上学期期末)如图所示，用两根轻细悬线将质量为 m、长为 l

的金属棒 ab 悬挂在 c、d两处，置于匀强磁场内。当棒中通以从 a到b的电流 I后，两悬线偏

离竖直方向 θ角而处于平衡状态。为了使棒平衡在该位置上，所加磁场的最小磁感应强度的大

小、方向为(　D　)

A．

tan θ，竖直向上　　 B．

tan θ，竖直向下

C．

sin θ，平行悬线向下 D．

sin θ，平行悬线向上

解析：要求所加磁场的磁感应强度最小，应使棒平衡时所受的安培力有最小值。由于棒

的重力恒定，悬线拉力的方向不变，由画出的力的三角形可知，安培力的最小值为 F min＝mgsin

θ，即 IlB min＝ mgsin θ，得 B min＝

sin θ，方向应平行悬线向上。故选 D。

5．(2019·云南省师大附中高二下学期段考)质量为 m、长为 L的直导体棒放置于四分之一

光滑圆弧轨道上，其截面如图所示，整个装置处于竖直向上磁感应强度为 B的匀强磁场中，

直导体棒中通有恒定电流，平衡时导体棒与圆弧圆心的连线与竖直方向成 60°角。则下列关于

导体棒中的电流的分析正确的是(　C　)

A．导体棒中电流垂直纸面向外，大小为

B．导体棒中电流垂直纸面向外，大小为

C．导体棒中电流垂直纸面向里，大小为

D．导体棒中电流垂直纸面向里，大小为

解析：对导体棒受力分析如图，根据共点力平衡条件可得 BIL＝mgtan 60°，解得 I＝

，由左手定则知电流方向向里，C正确。

6．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

解析：指针在量程内线圈一定处于磁场之中，由于线圈与铁芯共轴，线圈平面总是与磁

感线平行，故 A正确。电表的调零使得当指针处于“0”刻线时，螺旋弹簧处于自然状态，所以

无论线圈向哪一方向转动都会使螺旋弹簧产生阻碍线圈转动的力，故 B正确。由左手定则知，

b端受到的安培力方向向下，a端受到的安培力方向向上，安培力将使线圈沿顺时针方向转动，

故C错误，D正确。

二、非选择题

7．(2019·辽宁省沈阳市东北育才学校高二上学期期中)电磁炮是利用磁场对电流的作用力，

把电能转变成机械能，使炮弹发射出去的。如图所示，把两根足够长的互相平行的铜制轨道

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