《高二物理课后强化作业（人教版选修3-1）》3.4 通电导线在磁场中受到的力 （解析版）

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3.4 通电导线在磁场中受到的力
1．关于磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间的关系，正确的说法是(　　)
A．磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间总是互相垂直的
B．磁场方向一定与安培力方向垂直，但电流方向不一定与安培力方向垂直
C．磁场方向不一定与安培力方向垂直，但电流方向一定与安培力方向垂直
D．磁场方向不一定与电流方向垂直，但安培力方向一定既与磁场方向垂直，又与电流方
向垂直
【答案】D
【解析】电流放入磁场中，不管电流与磁场是否垂直，安培力均垂直磁场和电流所确定的
平面，即安培力总是垂直磁场方向，安培力总是垂直电流方向．
故选 D
2．如图所示，一导体棒 ab 静止在 U形铁芯的两臂之间．电键闭合后导体棒受到的安培力
方向(　　)
A．向 B．向下 C．向左 D．向右
【答案】D
【解析】根据图中的电流方向，由安培定则知 U形铁芯下端为 N极，上端为 S极，ab 中的
电流方向由 a→b，由左手定则可知导体棒受到的安培力方向向右，D项正确．
故选 D
3．如图所示，A为一水平旋转的橡胶盘，带有大量均匀分布的负电荷，在圆盘正上方水平
放置一通电直导线，电流方向如图所示．当圆盘绕中心轴 OO′高速转动时，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．垂直纸面向里 D．垂直纸面向外
【答案】C
1
【解析】
从上向下看，带负电的圆盘顺时针旋转，形成的等效电流沿逆时针方向，所产生的磁场方
向竖直向上，由左手定则可判断通电导线所受安培力的方向垂直纸面向里， C项正确，
A、B、D三项错误．
故选 C
4．如图所示，把通电圆环固定在条形磁铁的右侧，从右向左看，圆环中电流方向为逆时针，
磁铁与圆环的中心线重合，则圆环受到的安培力的方向是(　　)
A．水平向左 B．水平向右
C．左向上 D．右向下
【答案】A
【解析】
解法 1、画出环形电流的截面图，如左图所示，各处受到的安培力方向均指向左外侧，垂
直水平方向对称，合力为 0，水平方向合力向左，B、C、D三项错误，A项正确．
解法 2、利用右手螺旋定则环形电流的磁场和条形磁铁的磁场相似，所以可以把环形电流
等效为条形磁铁，如右图所示
故选 A
5．如图所示，两个完全相同的线圈套在一水平光滑绝缘圆柱上，但能自由移动，若两线圈
内通以大小不等的同向电流，则它们的运动情况是(　　)
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
【答案】C
【解析】
同向环形电流间相互吸引，虽然两电流大小不等，但由牛顿第三定律知，两线圈所受作用
力必大小相等，故 C项正确．
故选 C
2
6．如图所示，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．
当导线中通以垂直纸面向里的电流时磁铁仍然保持静止，则(　　)
A．磁铁受到向左的摩擦力，对桌面的压力减小
B．磁铁受到向右的摩擦力，对桌面的压力减小
C．磁铁受到向左的摩擦力，对桌面的压力增大
D．磁铁不受摩擦力，对桌面压力不变
【答案】A
【解析】
此题若直接从电流的磁场对条形磁铁的作用来分析，将很难得出结论，而先分析我们熟悉
的磁铁对电流的作用，再由牛顿第三定律变换研究对象，过渡到条形磁铁的受力，就较容
易得出结论了．
如图所示，画出一条通过电流，处的磁感线，其方向斜向右下方，由左手定则知通电导线
受到的安培力斜向左下方，由牛顿第三定律知磁铁受到通电导线的作用力应斜向右上方．
因磁铁受力平衡，所以支持力减小，即对桌面的压力减小，同时受到向左的静摩擦力，故
A项正确．
故选 A
7．如图所示的四个图中，导体棒的长度均为 L，磁场的磁感应强度大小均为 B，在各导体
棒中通有相同的电流 I.则下列选项不正确的是(　　)
A．图甲中导体棒所受的安培力大小为 0
B．图乙中导体棒所受的安培力大小为 BIL
C．图丙中导体棒所受的安培力大小为 BIL
D．图丁中导体棒所受的安培力大小为 BIL
3
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