最新人教版物理选择性必修第二册磁场对通电导线的作用力同步训练

一、单项选择题（下列选项中只有一个选项满足题意）

1．如图所示，在同一绝缘水平面上固定三根平行且等间距的长直通电导线a、b、c，导线中通有大小相等的恒定电流。已知导线a受到的安培力方向向左，则下列说法正确的是（ ）

A．导线b中电流方向一定与导线a中电流方向相同 B．导线c受到的安培力一定向右

C．导线a、c受到的安培力的大小不一定相等 D．导线b受到的安培力一定最大

2．如图，条形磁铁平放于水平桌面上，在它的正上方固定一根直导线，导线与磁场垂直，现给导线中通以垂直于纸面向外的电流，则下列说法正确的是（ ）

A．桌面对磁铁的支持力增大 B．桌面对磁铁的支持力减小 C．桌面对磁铁的支持力不变

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D．以上说法都有可能

3．如图所示，一根长为L的金属细杆通有电流时，在竖直绝缘挡板作用下静止在倾角为的光滑绝缘固定斜面上。斜面处在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中。若电流的方向和磁场的方向均保持不变，金属细杆的电流大小由I变为0.5I，磁感应强度大小由B变为4B，金属细杆仍然保持静止，则（ ）

A．金属细杆中电流方向一定垂直纸面向外B．金属细杆受到的安培力增大了2BILsin C．金属细杆对斜面的压力可能增大了BILD．金属细杆对竖直挡板的压力可能增大了BIL 4．如图所示，四根相互平行的固定长直导线L1、L2、L3、L4，其横截面构成一角度为60的菱形，均通有相等的电流I，菱形中心为O。L1中电流方向与L2中的相同，与L3、L4，中的相反，下列说法中正确的是（ ）

A．菱形中心O处的磁感应强度不为零 B．菱形中心O处的磁感应强度方向沿OL1 C．L1所受安培力与L 3所受安培力大小不相等 D．L 1所受安培力的方向与L 3所受安培力的方向相同

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5．如图，边长为l，质量为m的等边三角形导线框用绝缘细线悬挂于天花板，导线框中通一逆时针方向的电流，图中虚线过ab边中点和ac边中点，在虚线的下方有一垂直于导线框向外的匀强磁场，其磁感应强度大小为B，此时导线框处于静止状态，细线中的拉力为F1；保持其他条件不变，现将虚线下方的磁场移至虚线上方，此时细线中拉力为F2。导线框中的电流大小为（ ）

F1F2F2F12(F1F2)2(F2F1)A．B．C．D．

BlBlBlBl6．如图所示，光滑的绝缘等腰直角三角形固定在水平面上，在直角边上固定一金属棒b，另一个完全相同的金属棒a置于斜面上且与a在同一水平线上，当两金属棒均通以电流强度为I的同向电流且相距为x时，金属棒a恰好能静止在斜面上。已知金属棒a、b长均为L，质量为m，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）

A．b的电流在a处产生的磁场的磁感应强度方向竖直向下 B．b的电流在a处产生的磁场的磁感应强度大小为C．若将b缓慢上移一小段距离，a仍可能保持静止 D．若使b缓慢下移一小段距离，a仍可能保持静止

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2mg IL7．一根重为G的金属棒中通以恒定电流，平放在倾角为30°光滑斜面上，如图所示为截面图。当匀强磁场的方向垂直斜面向上时，金属棒处于静止状态，此时金属棒对斜面的压力为FN1，安培力大小为F1，保持磁感应强度的大小不变，将磁场的方向改为竖直向上时，适当调整电流大小，使金属棒再次处于平衡状态，此时金属棒对斜面的压力为FN2，安培力大小为F2。下列说法正确的是（ ）

A．金属棒中的电流方向垂直纸面向外 B．金属棒受到的安培力之比

F13 F22C．调整后电流强度应比原来适当减小

FN14D．F3

N28．如图所示，三根长为L的直线电流在空间构成等边三角形，电流的方向垂直纸面向里．电流大小均为I，其中A、B电流在C处产生的磁感应强度的大小均为B0，导线C位于水平面处于静止状态，则导线C受到的静摩擦力是( )

A．

33B0IL，水平向左B．B0IL，水平向右 22C．3B0IL，水平向右D．3B0IL，水平向左

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9．如图所示，在竖直面内，固定一足够长通电导线a，电流水平向右，空间还存在磁感应强度大小为B0、方向垂直纸面向里的匀强磁场。在通电导线a的正下方，用细线悬挂一质量为m的导线b，其长度为L，重力加速度为g。下列说法正确的是（）

A．若使悬挂导线b的细线不受力，需要在导线b中通入水平向左的电流

B．若导线b中通入方向向右、大小为Ⅰ的电流，细线恰好不受力，则导线a在导线b

mg处产生的磁场的磁感应强度大小为

ILC．若导线b中通入方向向右、大小为Ⅰ的电流，细线恰好不受力，则导线a在导线b

mgB0 处产生的磁场的磁感应强度大小为ILD．若导线b中通入方向向右、大小为Ⅰ的电流。细线恰好不受力，此时若使b中电

mg流反向，大小不变，则每一根细线受到导线b的拉力大小将变成

210．如图所示，质量为m、长度为L的导体棒MN的电阻为R，初始时，导体棒静止于水平轨道上，电源的电动势为E、内阻为r。匀强磁场的磁感应强度大小为B，其方向斜向上与轨道平面成角且垂直于导体棒MN开关闭合后，导体棒仍静止，则导体棒MN所受摩擦力的大小和方向分别为（ ）

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BELBELsinsin，方向向右 A．，方向向左B．RrRrC．

BELBELcos，方向向左D．cos，方向向右 RrRr二、多项选择题

11．如图3-6所示的等臂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，宽为l，共N匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面.当线圈中通有电流I（方向如图）时，在天平左、右两边加上质量各为m1、m2的砝码，天平平衡.当电流反向（大小不变）时，右边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡.由此可知（ ）

A．磁感应强度的方向垂直纸面向外 B．磁感应强度的方向垂直纸面向里 C．磁感应强度的大小为

(m1m2)g NIlmgD．磁感应强度的大小为

2NIl12．一个圆筒的横截面如图所示，圆筒的半径为R，在圆筒的圆心位置垂直纸面放置一根长为L的导体棒L1。导体棒两端用两根轻质细线悬挂在圆筒壁上，导体棒的质量为m，导体棒中通有恒定电流I，为使导体棒L1静止于圆心O位置，并使细线与竖直方向的夹角为37°，在圆筒内壁上放一长度也为L的通电导体棒L2，并通有垂直纸面向里，大小可改变的电流，开始时L2放在与L1同一水平线上，然后使L2沿着圆筒内

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壁逐渐向上移动至最高点，过程中导体棒L1始终静止。已知直线电流在周围空间产生磁场的磁感应强度BkI，k为比例常数，r为某点到导线的距离，导线的半径可忽略，rI为导线中电流强度的大小，重力加速度为g，sin37°=0.6。下列说法正确的是（ ）

3mgRA．开始时L2中电流的大小为B．L2中的电流逐渐减小

4ILkC．L2中所加电流的最小值为三、综合计算题

3mgRD．轻质细线的拉力不变 5ILk13．如图，ab、cd为两根相距L=3m的平行金属导轨，水平放置在竖直向下的匀强磁场中，质量m=1.8kg的金属棒MN垂直导轨放置，当金属棒中通以0.5A的电流时，棒沿导轨向左做匀速运动；当棒中电流增大到0.8A时，棒能获得向左的大小为2m/s2的加速度。

（1）金属棒中的电流方向； （2）磁感应强度的大小。

14．如图，一长为10cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中；磁场的磁感应强度大小为0.1T，方向垂直于纸面向里；弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘，金属棒通过开关与一电动势为12V的电池相连，电路总电阻为2Ω．已知

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开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5cm；闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3cm，重力加速度大小取10m/s2．判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向,并求出金属棒的质量．

15．如图所示，放在平行光滑导轨上的导体棒ab 质量为 0.1kg，长为 0.5m，导轨与水平面成 30°角，导体棒与导轨垂直，空间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为 2T，若要使导体棒处于静止状态，那么：

(1)棒中应通以什么方向的电流？电流强度应多大？

(2)在上述电流的情况下，欲使导体棒静止在导轨上，求外加的匀强磁场的磁感应强度的最小值及方向。

16．如图所示，ab、cd为相距2m的平行金属导轨，水平放置在竖直向下的匀强磁场中，质量为2kg的金属棒MN垂直于导轨放在其上且始终与导轨接触良好｡当金属棒中通以7A的电流时，金属棒受到水平方向的磁场力的作用沿着导轨做匀加速直线运动，加速度为2m/s2；当棒中通以同方向5A的电流时，棒恰好沿着导轨做匀速直线运动（已知重力加速度g取10m/s2）｡求：

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(1)匀强磁场的磁感应强度大小； (2)金属棒与导轨间的动摩擦因数｡

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