4.4 磁场对电流的作用（同步练习）-《电工基础》同步精品课堂（人邮版·第4版）

第四章 磁与电 4.4 磁场对电流的作用 同步练习 一、单项选择题 1. 把一根直导体 AB 垂直放入蹄形磁铁的磁场中，当导体未通电流时，导体（ ） A. 会运动 B. 不会运动 C. 可能运动 D. 以上都不对 2. 通电直导体在磁场中所受的作用力称为（ ） A. 磁力 B. 安培力 C. 电磁力 D. 洛伦兹力 3. 在匀强磁场中，当通电直导体与磁场方向垂直时，电磁力的大小与（ ）成正比。 A. 导体中电流大小和导体在磁场中的有效长度 B. 导体中电流大小和载流导体所在的磁感应强度 C. 导体在磁场中的有效长度和载流导体所在的磁感应强度 D. 导体中电流大小、导体在磁场中的有效长度及载流导体所在的磁感应强度 4. 当导体和磁感线方向成α角时，电磁力的大小为（ ） A. F = BIL\sinα B. F = BIL\cosα C. F = BIL D. 以上都不对 5. 通电直导体在磁场中受到的电磁力的方向，可以用（ ）来判断。 A. 右手定则 B. 左手定则 C. 安培定则 D. 楞次定律 6. 一矩形线圈 abcd 放在磁场中，直流电流通过电刷和换向器通入线圈，当线圈平面与磁感线平行时，线圈的转矩（ ） A. 最大 B. 最小 C. 为零 D. 不确定 7. 磁场对通电矩形线圈产生的转矩大小为M = BIS\cosα，其中 S 表示（ ） A. 磁场强度 B. 线圈的面积 C. 磁感应强度 D. 电流强度 8. 给两根平行直导线通以同方向的电流，它们将（ ） A. 互相吸引 B. 互相排斥 C. 没有作用 D. 以上都不对 二、填空题 1. 把一根直导体 AB 垂直放入蹄形磁铁的磁场中，当导体未通电流时，导体______。当接通电源且电流从 B 流向 A 时，导体向______运动；若改变电流方向，导体则向______运动。 2. 通电直导体在磁场中所受的作用力称为______，也称______。 3. 在匀强磁场中，当通电直导体与磁场方向垂直时，电磁力的大小与______、______及______成正比。 4. 当导体和磁感线方向成α角时，电磁力的大小为______。当导体与磁感线方向______放置时，导体受到的电磁力为零；当导体与磁感线方向______放置时，导体受到的电磁力最大。 5. 一矩形线圈放在磁场中，直流电流通过电刷和换向器通入线圈，其两个有效边受到的电磁力是一对______、______、作用力不在同一直线上的力偶。线圈在力偶作用下绕转轴转动，当线圈平面与磁感线______时，线圈的转矩最大；当线圈平面与磁感线______时，线圈的转矩为零。 三、简答题 请详细阐述磁场对通电直导体和通电矩形线圈的作用原理，包括受力或转矩大小的计算公式、方向判断方法以及相关应用实例，并分析导体与磁感线不同放置角度对受力或转矩的影响。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第四章 磁与电 4.4 磁场对电流的作用 同步练习 一、单项选择题 1. 把一根直导体 AB 垂直放入蹄形磁铁的磁场中，当导体未通电流时，导体（ ） A. 会运动 B. 不会运动 C. 可能运动 D. 以上都不对 答案：B 解析：当导体未通电流时，导体不会运动。 2. 通电直导体在磁场中所受的作用力称为（ ） A. 磁力 B. 安培力 C. 电磁力 D. 洛伦兹力 答案：C 解析：“通电直导体在磁场中所受的作用力称为电磁力，也称安培力”。 3. 在匀强磁场中，当通电直导体与磁场方向垂直时，电磁力的大小与（ ）成正比。 A. 导体中电流大小和导体在磁场中的有效长度 B. 导体中电流大小和载流导体所在的磁感应强度 C. 导体在磁场中的有效长度和载流导体所在的磁感应强度 D. 导体中电流大小、导体在磁场中的有效长度及载流导体所在的磁感应强度 答案：D 解析：电磁力的大小与导体中电流大小成正比，与导体在磁场中的有效长度及载流导体所在的磁感应强度成正比。 4. 当导体和磁感线方向成α角时，电磁力的大小为（ ） A. F = BIL\sinα B. F = BIL\cosα C. F = BIL D. 以上都不对 答案：A 解析：由公式“F = BIL\sinα”可知。 5. 通电直导体在磁场中受到的电磁力的方向，可以用（ ）来判断。 A. 右手定则 B. 左手定则 C. 安培定则 D. 楞次定律 答案：B 解析：“通电直导体在磁场中受到的电磁力的方向，可以用左手定则来判断”。 6. 一矩形线圈 abcd 放在磁场中，直流电流通过电刷和换向器通入线圈，当线圈平面与磁感线平行时，线圈的转矩（ ） A. 最大 B. 最小 C. 为零 D. 不确定 答案：A 解析：“当线圈平面与磁感线平行时，线圈的转矩最大”。 7. 磁场对通电矩形线圈产生的转矩大小为M = BIS\cosα，其中 S 表示（ ） A. 磁场强度 B. 线圈的面积 C. 磁感应强度 D. 电流强度 答案：B 解析：“S 线圈在磁场中的面积”。 8. 给两根平行直导线通以同方向的电流，它们将（ ） A. 互相吸引 B. 互相排斥 C. 没有作用 D. 以上都不对 答案：A 解析：根据文中“两根平行直导线在F_1和F_2作用下将互相吸引”可知。 二、填空题 1. 把一根直导体 AB 垂直放入蹄形磁铁的磁场中，当导体未通电流时，导体______。当接通电源且电流从 B 流向 A 时，导体向______运动；若改变电流方向，导体则向______运动。 答案：不会运动；磁铁外侧；相反方向 解析：文中明确提到“当导体未通电流时，导体不会运动。如果接通电源，当电流从 B 流向 A 的时候，导体立即向磁铁外侧运动。若改变导体电流方向，则导体会向相反方向运动”，所以依次填入不会运动、磁铁外侧、相反方向。 2. 通电直导体在磁场中所受的作用力称为______，也称______。 答案：电磁力；安培力 解析：根据原文“通电直导体在磁场中所受的作用力称为电磁力，也称安培力”，可得出答案。 3. 在匀强磁场中，当通电直导体与磁场方向垂直时，电磁力的大小与______、______及______成正比。 答案：导体中电流大小；导体在磁场中的有效长度；载流导体所在的磁感应强度 解析：文中指出“在匀强磁场中，当通电直导体与磁场方向垂直时，电磁力的大小与导体中电流大小成正比，与导体在磁场中的有效长度及载流导体所在的磁感应强度成正比”，因此填入上述内容。 4. 当导体和磁感线方向成α角时，电磁力的大小为______。当导体与磁感线方向______放置时，导体受到的电磁力为零；当导体与磁感线方向______放置时，导体受到的电磁力最大。 答案：F = BIL\sinα；平行；垂直 解析：由文中“当导体和磁感线方向成α角时，电磁力的大小为F = BIL\sinα”“当导体与磁感线方向平行放置时，导体受到的电磁力为零；当导体与磁感线方向垂直放置时，导体受到的电磁力最大”可知答案。 5. 一矩形线圈放在磁场中，直流电流通过电刷和换向器通入线圈，其两个有效边受到的电磁力是一对______、______、作用力不在同一直线上的力偶。线圈在力偶作用下绕转轴转动，当线圈平面与磁感线______时，线圈的转矩最大；当线圈平面与磁感线______时，线圈的转矩为零。 答案：大小相等；方向相反；平行；垂直 解析：文中提到“矩形线圈的两个有效边受到的电磁力的方向是一对大小相等、方向相反、作用力不在同一直线上的力偶。当线圈平面与磁感线平行时，线圈的转矩最大；当线圈平面与磁感线垂直时，线圈的转矩为零”，据此可填出答案。 三、简答题 请详细阐述磁场对通电直导体和通电矩形线圈的作用原理，包括受力或转矩大小的计算公式、方向判断方法以及相关应用实例，并分析导体与磁感线不同放置角度对受力或转矩的影响。 答案： - 对于通电直导体，当把直导体垂直放入蹄形磁铁磁场中且通电时，会受到电磁力（安培力）作用。其本质是磁场和通电直导体周围形成的磁场相互作用。在匀强磁场中，当通电直导体与磁场方向垂直时，电磁力大小公式为F = BIL，当导体和磁感线方向成\alpha角时，电磁力大小为F = BIL\sin\alpha。当导体与磁感线方向平行放置时，导体受到的电磁力为零；当导体与磁感线方向垂直放置时，导体受到的电磁力最大。电磁力方向用左手定则判断，即伸出左手，让大拇指与四指在同一平面内且垂直，磁感线垂直穿过手心，四指指向电流方向，大拇指所指方向就是磁场对通电直导体的作用力方向。例如在高压输电中，给两根平行直导线通以同方向电流，导线之间会产生吸引力，所以高压电裸导线输送时，两根输电线之间必须保持一定距离。 - 对于通电矩形线圈，放在磁场中通入直流电流后，其两个有效边会受到一对大小相等、方向相反、作用力不在同一直线上的力偶作用，从而绕转轴转动。线圈的转矩大小公式为M = BIS\cos\alpha。当线圈平面与磁感线平行时，线圈的转矩最大；当线圈平面与磁感线垂直时，线圈的转矩为零。工程中的直流电动机就是应用此原理制成的，还有常用的直流电流表、直流电压表、万用表等磁电系仪表也是基于此原理。 解析：本题考查对磁场对电流作用这部分知识的综合理解和应用能力。需要准确掌握通电直导体和通电矩形线圈在磁场中受力或转矩的相关公式、方向判断方法以及实际应用等内容。通过对教材中这些知识点的系统梳理和总结，按照要求详细阐述各个方面，从而完整回答本题。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$