第三章 第4节 通电导线在磁场中受到的力（课时作业）-2019-2020学年高中物理选修3-1【优化探究】同步导学案（人教版）

 [A组　素养达标]

1.如图所示，导线框中电流为I，导线框垂直于磁场放置，磁感应强度为B，AB与CD相距为d，则MN所受安培力大小为(　　) [来源:Z*xx*k.Com]

A．F＝BId　　　　　 B．F＝BIdsin θ

C．F＝  D．F＝BIdcos θ

解析：导线与磁场垂直，F＝.

答案：C

2.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

解析：同向环形电流间相互吸引，虽然两电流大小不等，但根据牛顿第三定律知两线圈间相互作用力大小相等，所以选C项．

答案：C

3．(多选)关于磁电式电流表内的磁铁和铁芯之间的均匀辐向分布的磁场，下列说法中正确的是(　　)

A．该磁场的磁感应强度大小处处相等，方向相同

B．该磁场的磁感应强度的方向处处相同，大小不等

C．线圈平面始终与磁感线平行

D．线圈所在位置的磁感应强度大小都相等

解析：两磁极之间装有极靴，极靴中间又有一个铁质圆柱，极靴与铁质圆柱之间有一不大的缝隙，根据磁感线与磁极表面垂直的特点，磁化了的铁质圆柱与极靴

间的缝隙处就形成了辐向分布的磁场．这样做的目的就是让通电线圈所在位置能有一个等大的磁场，并且磁感线始终与线圈平面平行，故正确答案为C、D.

答案：CD

4.如图所示，三根通电长直导线P、Q、R互相平行，通过正三角形的三个顶点，三根直导线均通入大小相等、方向垂直纸面向里的电流，则R受到的磁场力的方向是(　　)

A．垂直R，指向y轴负方向

B．垂直R，指向y轴正方向

C．垂直R，指向x轴正方向

D．垂直R，指向x轴负方向

解析：由安培定则可知，通电直导线P、Q在R处产生的合磁场方向水平向右，即沿x轴正方向，则R处的磁场方向沿x轴正方向；由左手定则可知，通电直导线R所受安培力垂直于R指向y轴负方向，选项A正确，B、C、D错误．

答案：A

5.如图所示，直角形导线abc通以恒定电流I，两段导线的长度分别为3L和4L，导线处于垂直于导线平面的磁感应强度为B的匀强磁场中，则导线受到磁场力的合力为(　　)

A．3BIL，方向b→c

B．4BIL，方向b→a

C．7BIL，方向垂直于ac连线斜向上[来源:学。科。网]

D．5BIL，方向垂直于ac连线斜向上

解析：导线受到磁场力的合力相当于直线ac受到的安培力，由左手定则可知，安培力的方向垂直于ac连线斜向上．导线在磁场内的有效长度为 ＝5L，故该通电导线受到安培力大小为F＝5BIL，选项D正确．

答案：D

6.如图所示，放在台秤上的条形磁铁两极未知，为了探明磁铁的极性，在它中央的正上方固定一导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则(　　)

A．如果台秤的示数增大，说明磁铁左端是北极

B．如果台秤的示数增大，说明磁铁右端是北极

C．无论如何台秤的示数都不可能变化

D．以上说法都不正确

解析：如果台秤的示数增大，说明导线对磁铁的作用力竖直向下，由牛顿第三定律知，磁铁对导线的作用力竖直向上，根据左手定则可判断，导线所在处磁场方向水平向右，由磁铁周围磁场分布规律可知，磁铁的左端为北极，A正确，B、C、D错误．

答案：A

7．(多选)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(　　)

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

解析：由安培定则可知导线MN在线框处所产生的磁场方向垂直于纸面向外，再由左手定则判断出bc边和ad边所受安培力大小相等，方向相反．ab边受到向右的安培力Fab，cd边受到向左的安培力Fcd.因ab边所处的磁场强，cd边所处的磁场弱，故Fab＞Fcd，线框所受合力方向向右．

答案：BD

8．如图所示，质量为0.12 kg的裸铜棒，长为20 cm，两头与长度均为20 cm的软导线相连，吊在B＝0.5 T、方向竖直向上的匀强磁场中．现在通以恒定电流I，铜棒将向纸面里摆起，最大摆角为37°，不计空气阻力，取g＝10 m/s2，那么铜棒中电流的大小和方向分别为(　　)

A．I＝4 A，方向从a指向b

B．I＝4 A，方向从b指向a