课后作业1一磁场对通电导线的作用力-2020-2021学年高中物理同步备课学案（2019人教版选择性必修第二册）

课后作业(一)　 磁场对通电导线的作用力

1．关于通电导线所受安培力F的方向、磁感应强度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

解析 安培力F总是与磁感应强度B和电流I决定的平面垂直，但B与I(即导线)可以垂直，也可以不垂直．如果通电导线受安培力时，力F与磁场及力F与导线都是垂直的，故A、C、D均错，B正确．

答案 B

2．如图所示，A为一水平放置的橡胶盘，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，电流方向如图中所示，当圆盘沿图中所示方向高速绕中心轴OO′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．水平向里  D．水平向外

解析　根据圆盘带电性质和旋转方向，可知圆盘上方磁场向上，根据左手定则可知导线受力水平向里．

答案　C

3．在赤道上空，水平放置一根通以由西向东的电流的直导线，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

解析 赤道上空的地磁场方向是由南向北的，电流方向由西向东，由左手定则判断出导线受到的安培力的方向是竖直向上的，答案A正确．

答案 A

4．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，但据牛顿第三定律知两线圈间相互作用力必大小相等，所以选C项．

答案　C

5.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所处的磁场强，cd所处的磁场弱，故Fab＞Fcd，线框所受合力方向向右．

答案 BD

6.把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来，使它下端刚好跟杯中的水银面接触，并使它组成如图所示的电路．当开关S接通后将看到的现象是(　　)

A．弹簧向上收缩        B．弹簧被拉长

C．弹簧上下跳动        D．弹簧仍静止不动

解析　当弹簧在重力作用下与液面接触后构成回路，开关S接通螺线管每一环中电流方向同向，相互吸引而收缩，收缩后电路断路，弹簧恢复原长，电路又重新接通，如此往复．

答案　C

7.如图所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直．线段ab、bc和cd的长度均为L，且∠abc＝∠bcd＝135°.流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示．导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力(　　)

A．方向沿纸面向上，大小为(＋1)ILB

B．方向沿纸面向上，大小为(－1)ILB

C．方向沿纸面向下，大小为(＋1)ILB

D．方向沿纸面向下，大小为(－1)ILB

解析 该导线可以用a和d之间的直导线长为(＋1)L来等效代替，根据F＝BIL，可知大小为(＋1)BIL，方向根据左手定则可得出．选项A正确．

答案 A

8．如图中①②③所示，在匀强磁场中，有三个通电线圈处于如下图中所示的位置，则(　　)

A．三个线圈都可以绕OO′轴转动

B．只有②中的线圈可以绕OO′轴转动

C．只有①②中的线圈可以绕OO′轴转动

D．只有②③中的线圈可以绕OO′轴转动

解析　①线圈中导线受力在水平方向；②线圈中导线受一转动力矩；③线圈中导线不受力．

答案　B

9.用两根细线把两个完全相同的圆形导线环悬挂起来，让两者等高平行放置，如图所示．当两导线环中通入方向相同的电流I1、I2时，则有(　　)