(完整版)磁场对通电导线的作用习题(分类练习附答案)

磁场对通电导线的作用力四类主要题型

一．安培力大小和方向基础考察

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( ) A．F、B、I三者必须保持相互垂直B．F必须垂直B、I，但B、I可以不相互垂直

C．B必须垂直F、I，但F、I可以不相互垂直 D．I必须垂直F、B，但F、B可以不相互垂直

2．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的磁场对线框的作用力，下列说法正确的是( BD )

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

3．在地球赤道上空，沿东西方向水平放置一根通以由西向东的直线电流，则此导线（）A．受到竖直向上的安培力 B．受到竖直向下的安培力

C．受到由南向北的安培力 D．受到由西向东的安培力

4.关于通电导线在磁场中所受的安培力，下列说法正确的是 ( )

A.安培力的方向就是该处的磁场方向

B.安培力的方向一定垂直于磁感线和通电导线所在的平面

C.若通电导线所受的安培力为零.则该处的磁感应强度为零

D.对给定的通电导线在磁场中某处各种取向中，以导线垂直于磁场时所受的安培力最大

5. 一段通电的直导线平行于匀强磁场放入磁场中，如图所示导线上电流由左向右流过．当导线以左端点为轴在竖直平面内转过90０的过程中，导线所受的安培力（）

A．大小不变，方向也不变 B．大小由零渐增大，方向随时改变

C．大小由零渐增大，方向不变 D．大小由最大渐减小到零，方向不变

6．在匀强磁场中，有一段5㎝的导线和磁场垂直，当导线通过的电流是1A时，受磁场的

作用力是0.1N，那么磁感应强度B=

T；现将导线长度增大为原来的3倍，通过电流减小为原来的一半，

那么磁感应强度B= T，导线受到的安培力F= N。

二．有效长度的考察

1.如下图所示，在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线，电流强度为I，磁感应强度为B，求各导线所受到的安培力．

F

A

＝_______ F B＝_______ F C＝_______ F D＝_______ F E ＝_______

2.如图所示，长为L的导线AB放在相互平行的金属导轨上，导轨宽度为d，通过的电流为

I，垂直于纸面的匀强磁场的磁感应强度为B，则AB所受的磁场力的大小为（）

A．BIL B．BIdcosθ C．BId/sinθ D．BIdsinθ

3.如图所示，在垂直纸 面向里的匀强磁场中，有一段弯成直角的金属导线abc ，且ab=bc=L 0，通有电流I ，磁场的磁感应强度为B ，若要使该导线静止不动，在b 点应该施加一个力F 0，则F 0的方向为________；B 的大小为________.

三．自由通电导线在磁场中的运动

1．如图所示，长直导线通电为I 1，通过通以电流I 2环的中心且垂直环平面，当

通以图示方向的电流I 1、I 2时，环所受安培力( ) A ．沿半径方向向里 B ．沿半径方向向外 C ．等于零

D ．水平向左

E.水平向右

2．如图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊

起通电直导线A ，A 与螺线管垂直，A 导线中的电流方向垂直纸面向里，开关S 闭合，A 受到通电螺线管磁场的作用力的方向是( ) A ．水平向左 B ．水平向右 C ．竖直向下 D ．竖直向上

3．如图所示，把一重力不计可自由运动的通电直导线AB 水平放在蹄形磁铁磁极的正上

方，当通以图示方向的电流时，导线的运动情况是(从上往下看)( ) 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

4．把轻质导线圈用细线挂在磁铁N 极附近，磁铁的轴线穿过线圈中心，且在线圈平面

内。当线圈通以图示方向的电流时线圈将( ) A ．发生转动，同时靠近磁铁 B ．发生转动，同时远离磁铁 C ．不发生转动，只靠近磁铁 D ．不发生转动，只远离磁铁

5．两个相同的轻质铝环能在一个光滑的绝缘圆柱体上自由移动，设大小不同的电流按如图所示的方向通入两铝环，则两环的运动情况是( )

A ．都绕圆柱体转动

B ．彼此相向运动，且具有大小相等的加速度

C ．彼此相向运动，电流大的加速度大

D ．彼此背向运动，电流大的加速度大

6．一根用导线绕制的螺线管，水平放置，在通电的瞬间，可能发生的情况是( )

A ．伸长

B ．缩短

C ．弯曲

D ．转动

7．如图所示，在匀强磁场中有一矩形线圈，它的平面与磁场平行，在磁场作用下

发生转动，转动方向是 A ．ab 边转向纸外，cd 边转向纸内 B ．ab 边转向纸内，cd 边转向纸外 C ．ad 边转向纸内，cd 边转向纸外 D ．ad 边转向纸外，cd 边转向纸内

第4题

S N

8．如图所示，匀强磁场中有一通以方向如图的稳定电流的矩形线abcd，可绕其中

心轴转动，则在转动过程中( )

A．ab和cd两边始终无磁场力作用。

B．ab和cd两边所受磁场力大小和方向在转动过程中不断变化

C．线圈在磁场力作用下转动过程中合力始终不为零

D．ab、cd两边受到和磁场力的大小和方向在转动过程中始终保持不变

9．如下面六幅图所示，通有电流的导体A可以自由运动，判断导线A受安培力的

情况及在安培力作用下导线将如何运动。

10.两条导线互相垂直，如图所示，但相隔一段较小的距离，其中一条AB是固定的，另一条CD能自由转动，当直流电流按图示方向通入两条导线时，CD导线将（）

A.逆时针方向转动，同时靠近导线AB

B.顺时针方向转动，同时靠近导线AB

C.逆时针方向转动，同时离开导线AB

D.顺时针方向转动，同时离开导线AB

四．通电导体在安培力下的平衡

1．如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上，垂直纸面水平放置一根长为L，质量为m

的通电直导线，电流方向垂直纸面向里，欲使导线静止于斜面上，则外加磁场

的磁感应强度的大小和方向可以是

A．B=mgtanθ/IL，方向垂直斜面向下 B．B=mgtanθ／IL，方向竖直向下

C．B=mg／IL，方向水平向左D．B=mgcosθ/IL，方向水平向

2．质量为m ，长为L的的金属棒ab用两根细金属丝悬挂在绝缘架MN下面，整个

装置处在竖直方向的匀强磁场中，当金属棒通以由a向b的电流I后，将离开原位置向前偏转α角而重新平衡，如图。求磁感应强度B的方向和大小。

3．如图所示，电源电动势为E=2V，内阻r=0.5Ω，竖直导轨电阻可以忽略不计，金属棒的质量m=0.1kg，电阻R=0.5Ω，有效长度为0.2m，靠在导轨的外面，它与导轨间的最大静摩擦力是其之间正压力的0.5倍。为使金属棒静止，我们施一与纸面夹角为37°且与金属棒垂直向里的匀强磁场，求：(1)磁场是斜向上还是斜向下？(2)B的范围是多少？

4．如右图所示，水平放置的两导轨P 、Q 间的距离L ＝0.5 m ，垂直于导轨平面的竖直向上的匀强磁场的磁感应强度B ＝2 T ，垂直于导轨放置的ab 棒的质量m ＝1 kg ，系在ab 棒中点的水平绳跨过定滑轮与重量G =3 N 的物块相连．已知ab 棒与导轨间的动摩擦因数μ＝0.2，电源的电动势E ＝10 V 、内阻r ＝0.1 Ω，导轨的电阻及ab 棒的电阻均不计．要想ab 棒处于静止状态，R 应在哪个范围内取值？(g 取10 m/s 2

)

磁场对通电导线的作用力四类主要题型(答案) 一、1B 2 BD 3 A 4BD 5 C6 2T 2T 0.15N

二、 1 BILcos α BIL BIL 2 2BIR 0 2 C 西北方向02BIL

三、1 C 2 D 3 C 4 A 5 B 6 B 7B 8 D 9 略 10 A 四、1、BC 2、

解：如图受力 磁场的方向竖直向上

对铜棒进行受力分析，通电时导线向外偏转，说明安培力方向垂直电流和磁场方向向外，受力如图乙所示（侧视图）。

棒受力平衡，有：mg

BIl mg F tan ==θ

Il

tan mg B θ

=

∴

3、解：以静止的金属棒为研究对象，画出其侧视图，受力如图．要使金属棒静止，通电金属棒所受安培力一定要有向左的分量，由左手定则判定磁场方向应斜向下， 根据平衡条件，若摩擦力方向向上，

则：B 1ILsin37°+uB 1ILcos37°=mg 若摩擦力方向向下，

则：B 2ILsin37°-uB 2ILcos37°=mg 其中电流I=E/R+r u=0.5 代入数据解得：B 1=2.5T ，B 2=12.5.3T

故所求磁感应强度的范围2.5T ≤B ≤12.5T

4、解：依据物体的平衡条件可得

ab 棒恰不右滑时：G －μmg －BI 1L ＝0 ab 棒恰不左滑时：G ＋μmg －BI 2L ＝0 依据闭合电路欧姆定律可得： E ＝I 1(R 1＋r) E ＝I 2(R 2＋r)

由以上各式代入数据可解得：

R 1＝9.9 Ω，R 2＝1.9 Ω 所以R 的取值范围为：

1.9 Ω≤R ≤9.9 Ω

θ B

图甲

F T mg

θ