《电工技术基础与技能》第六章 课题三 磁场对通电导线的作用力 45分钟专题训练（原卷版+解析版)

四川省单独招生考试《电工技术基础与技能》45分钟专题训练专辑，共40份试卷。试卷命题与高考紧密相关，精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固电子信息类理论知识，熟悉高考题型和命题规律，提高解题能力和应试技巧，为高考取得优异成绩打下坚实的基础，本训练卷适用于即将参加电子信息类高考的学生。与本专辑配套的还有四川省单独招生考试《电子技术基础与技能》《单片机原理及应用》45分钟专题训练专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 《电工技术基础与技能》 第六章 磁场和磁路 课题三 磁场对通电导线的作用力 时间：45分钟 总分：100分 班级 姓名 学号 成绩 一、选择题（本大题共20小题，每小题 2 分，共 40 分） 1.关于安培力的方向，下列说法正确的是（ ） A.与电流方向垂直，与磁场方向垂直 B.与电流方向平行，与磁场方向平行 C.与电流方向垂直，与磁场方向平行 D.与电流方向平行，与磁场方向垂直 【答案】A 【解析】安培力的方向既垂直于电流方向，又垂直于磁场方向，用左手定则来判断。故选A。 2.当电流和磁场同时增大为原来的 2 倍时，安培力变为原来的（ ）倍。 A. 2 B. 4 C. 6 D. 8 【答案】B 【解析】由安培力公式sin，由安培力公式可知，电流和磁场同时增大为原来的 2 倍时，安培力变为原来的 4 倍。故选B。 3. 在电磁继电器中，衔铁被吸下时，工作电路处于（ ）状态。 A.断开 B.闭合 C.不确定 D.以上都不对 【答案】B 【解析】衔铁被吸下时，工作电路中的触点闭合，处于导通状态。故选B。 4.扬声器的音量大小与（ ）有关。 A.电流大小 B.磁场强度 C.线圈的匝数 D.以上都是 【答案】D 【解析】扬声器的音量大小与电流大小、磁场强度、线圈的匝数都有关，这些因素会影响线圈受到的安培力大小，从而影响振动幅度和音量。故选D。 5.电流表的量程与（ ）有关。 A.线圈的匝数 B.磁场强度 C.安培力大小 D.以上都是 【答案】D 【解析】电流表的量程与线圈的匝数、磁场强度、安培力大小等都有关。故选D。 6.在电磁继电器中，电磁铁的作用是（ ） A.产生磁场，控制工作电路的通断 B.产生电流，为工作电路供电 C.改变磁场强度，调节工作电路的电流 D.以上都不对 【答案】A 【解析】电磁铁在电磁继电器中产生磁场，控制工作电路的通断。故选A。 7. 一长度为 L 的直导线，通有电流 I，放在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，当导线与磁场方向成 60° 角时，安培力的大小为（ ） A.BIL B.BIL/2 C.BIL/√3 D.√3BIL/2 【答案】D 【解析】当导线与磁场方向成 60°角时，安培力F= BILsin60°=√3BIL/2。故选D。 8.扬声器中，当电流方向改变时，线圈的运动方向（ ） A.不变 B.改变 C.可能改变，可能不变 D.以上都不对 【答案】B 【解析】根据左手定则，当电流方向改变时，安培力方向改变，线圈运动方向也改变。故选B。 9.一通电导线在磁场中受到的安培力为零，则可能的原因是（ ） A.没有电流 B.电流方向与磁场方向平行 C.电流方向与磁场方向垂直 D.磁场强度为零 【答案】B 【解析】当电流方向与磁场方向平行时，通电导线不受安培力。故选B。 10.电磁继电器中，控制电路的作用是（ ） A.产生强大的磁场 B.控制工作电路的通断 C.提供大电流 D.改变工作电路的电压 【答案】B 【解析】控制电路通过小电流、低电压控制电磁铁的磁性有无，从而控制工作电路的通断。故选B。 11. 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 【答案】D 【解析】首先根据安培定则判断通电螺线管产生的磁场的方向向右，所以在A处产生的磁场方向为水平向左。根据左手定则判断可知:A受到通电螺线管磁场的作用力的方向为竖直向上。故选D。 12. 如图所示，在蹄形磁铁的上方放置一个可以自由运动的通电线圈abcd，最初线圈平面与蹄形磁铁处于同一竖直面内，则通电线圈运动的情况是（ ） A.ab边转向纸外，cd边转向纸里，同时向下运动 B.ab边转向纸外，cd边转向纸里，同时向上运动 C.ab边转向纸里，cd边转向纸外，同时向下运动 D.ab边转向纸里，cd边转向纸外，同时向上运动 【答案】C 【解析】在图示位置时，根据左手定则判断可得：ad边左半边所受磁场力方向向里，右半边所受磁场力方向向外，则ab边转向纸里，cd边转向纸外；从图示位置转过90°时，根据左手定则判断可得:ad边所受磁场力方向向下（cd边离磁铁较远，受到的磁场力较小），所以线圈ab边转向纸里，cd边转向纸外，同时向下运动。故选C。 13.关于通电直导线所受的安培力F、磁感应强度B和电流I三者方向之间的关系，下列说法中正确的是（ ） A.F、B、I的三者必定均相互垂直 B.I必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B C.B必定垂直于F、I，但F不一定垂直于I D.F必定垂直于B、I，但B不一定垂直于I 【答案】D 【解析】根据左手定则可知:磁感线穿过掌心，安培力与磁感线垂直，且安培力与电流方向垂直，所以安培力垂直于感应线与电流构成的平面。但磁感线不一定垂直于电流，故只有B正确。故选D。 14.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 【答案】A 【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。故选A。 15.如图所示，将通电线圈悬挂在磁铁N极附近:磁铁处于水平位置和线圈在同一平面内，且磁铁的轴线经过线圈圆心，线圈将( ) A. 不转动，只靠近磁铁 B.转动同时离开磁铁 C.转动同时靠近磁铁 D.不转动，只离开磁铁 【答案】C 【解析】由右手螺旋定则可知，线圈向外一面为S极，因为异名磁极相互吸引，因此从上往下看，线圈做逆时针方向转动，同时靠近磁铁。故选C。 16.通电矩形线圈平面垂直于匀强磁场的磁感线，则有 （ ） A.线圈所受安培力的合力不为零 B.线圈所受安培力以任一边为轴的力矩为零 C.线圈所受安培力以任一对角线为轴的力矩不为零 D.线圈所受安培力必定使其四边有向外扩展形变的效果 【答案】B 【解析】A选项当线圈平面与磁感线垂直时，矩形线圈的相对的两条边受到的安培力大小相等方向相反，且作用在同一直线上，所以矩形线圈整体受到的合外力等于0，故A错误; B选项当线圈平面与磁感线垂直时，矩形线圈的相对的两条边受到的安培力大小相等方向相反，且作用在同一直线上，所以与转轴垂直的两条边的力矩的和一定为0，同时由左手定则可得，另一条与转轴平行的边受到的安培力的方向一定与转轴垂直且过转轴，产生的力矩为0.所以安培力以任一边为轴的力矩为零。故B正确;C选项当以任一对角线为轴时，由于矩形线圈的相对的两条边受到的安培力大小相等方向相反，且作用在同一直线上，所以以任一对角线为轴的力矩为零。故C错误; D选项线框受到的安培力的方向与磁场的方向以及电流的方向有关，线圈所受安培力可能使其四边有向外扩展形变的效果，也可能使其四边有向里收缩形变的效果。故D错误。故选B。 17. 下面的四个图显示了磁场对通电直导线的作用力，其中正确的是（ ） 【答案】B 【解析】对通电导体用左手定则判断可知B选项正确。故选B。 18. 一根容易形变的弹性导线，两端固定，导线中通有电流，方向如图中箭头所示，当没有磁场时，导线呈直线状态;当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是( ) 【答案】B 【解析】A选项图示电流与磁场平行，导线不受力的作用，故A错误；B选项由左手定则判得，安培力的方向水平向左，导线向左弯曲，故B正确；C选项由左手定则判得，安培力的方向垂直向里，故导线不弯曲，故C错误;D选项由左手定则判得，安培力的方向水平向右，故导线应向右弯曲，故D错误。故选B。 19.在磁场中的同一位置放置一条直导线，导线的方向与磁场方向垂直，则下列描述导线受到的安培力F的大小与通过导线的电流I的关系图象正确的是(　　) 【答案】A 【解析】根据题意，导线方向与磁场方向垂直，则导线受到的安培力大小与通过导线的电流大小之间的关系满足F＝BIL，故选A。 20.如图所示，纸面内有一通电导线，要使该导线受到沿纸面向右的安培力，则磁场的方向可能为 ( ) A.垂直于导线向右 B.与纸面成一定角度(不等于零)向里 C.垂直于纸面向内 D.垂直于纸面向外 【答案】D 【解析】根据左手定则:伸开左手，拇指与手掌垂直且共面，四指指向电流方向向上，拇指指向安培力方向向右，所以磁感线向外穿过手心。所以磁场的方向可能垂直于纸面向外，也可能与纸面成一定角度(不等于零)向外。故选D。 二、判断题（本大题共10小题，每题 2分，共 20 分） 1.电流表、扬声器和电磁继电器的工作都离不开磁场（ ） 【答案】✔ 【解析】电流表利用磁场对通电线圈的作用，扬声器利用磁场对线圈的作用力发声，电磁继电器利用电磁铁的磁场控制电路通断。故表述正确。 2.安培力是通电导线在磁场中受到的力，其大小与电流强度、磁感应强度和导线长度成正比（ ） 【答案】❌ 【解析】安培力的大小与电流强度、磁感应强度和导线在磁场中垂直于磁感线方向的有效长度（即与磁场方向垂直的分量）的乘积成正比，公式为F=BILsinθ，其中θ为电流与磁场方向的夹角。故表述错误。 3.使用左手定则判断安培力方向时，四指应指向电流方向，拇指指向安培力方向（ ） 【答案】✔ 【解析】左手定则用于判断通电导线在磁场中的受力方向，伸开左手，使拇指与其余四指垂直，并且都与手掌在同一平面内，让磁感线从掌心进入，四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。故表述正确。 4.当通电导线与磁场方向平行时，安培力最大( ) 【答案】❌ 【解析】当通电导线与磁场方向平行时，安培力为零，因为此时sinθ=0（θ为电流与磁场方向的夹角）。安培力最大时，电流与磁场方向垂直。故表述错误。 5扬声器发声时，线圈中的电流是直流电（ ） 【答案】❌ 【解析】扬声器发声时，线圈中的电流是交流电。交流电的方向不断变化，导致线圈在磁场中受到的安培力方向也不断变化，从而使线圈带动纸盆振动发声。故表述错误。 6.电磁继电器的工作原理是利用电磁铁控制电路的通断（ ） 【答案】✔ 【解析】电磁继电器由电磁铁、衔铁、弹簧、触点等组成，通过低压控制电路控制电磁铁的通断，进而控制高压工作电路的通断。故表述正确。 7.电磁继电器可以实现高温环境下的远距离控制（ ） 【答案】✔ 【解析】电磁继电器可以在高温环境下工作，并通过低压控制电路实现对高压、高电流电路的远距离控制。故表述正确。 8.安培力的计算公式F=BIL中的L是指导线的总长度（ ） 【答案】❌ 【解析】安培力计算公式中的L是指导线在磁场中垂直于磁感线方向的有效长度，而不是导线的总长度。故表述错误。 9.电磁铁磁性的强弱可以通过改变电流的方向来控制（ ） 【答案】❌ 【解析】电磁铁磁性的强弱可以通过改变电流的大小、线圈的匝数或有无铁芯来控制，但改变电流的方向只能改变电磁铁的磁极方向，而不能改变其磁性的强弱。故表述错误。 10.电流表、扬声器和电磁继电器的工作都离不开磁场（ ） 【答案】✔ 【解析】电流表利用磁场对通电线圈的作用，扬声器利用磁场对线圈的作用力发声，电磁继电器利用电磁铁的磁场控制电路通断。故表述正确。 三、分析计算题（本大题共3小题，每题 10 分，共 30 分） 1.一根长为0.6m的直导线，垂直放入磁感应强度为2T的匀强磁场中，通过导线的电流为3A，求导线所受安培力的大小和方向。 【答案】： 解：安培力大小F=BIL，其中B=2T,I=3A,=0.6m，则F=BIL=2Tx3Ax0.6m=3.6N方向用左手定则判断，由于导线垂直磁场，安培力方向与磁场和电流方向垂直，即垂直纸面向里 2. 把一根通有2A电流、长为40cm的导线放在匀强磁场中，当导线和磁感线线垂直时,测得所受的磁场力是0.08 N,求:①磁场的磁感应强度;②如果导线和磁场方向成30°角,导线所受到的磁场力的大小 【答案】： 解：(1)由安培力的公式F=BIL，解得磁场的磁感应强度大小为: ，解得B= 0.1T (2) 如果导线和磁场方向夹角为30°，导线所受到的磁场力的大小为: F' = BILsin30° = 0.1 x 2 x 0.4 x = 0.04N 3.在磁感应强度是1T的匀强磁场里,有一根和磁场方向相交成30°角、长10cm的通电直导线ab,如图所示。磁场对通电导线的作用力是1N,方向和纸面垂直向纸面外,求导线里电流的大小和方向。 【答案】： 解：由F = BIL sin 30° 其中B=1T，F=1N，L=10cm =0.1m 解得导线中的电流大小20A 由左手定则知，导线中电流方向为由b指向a 四、综合题（本大题共10小题，每小题10分，共10 分） 有一根金属导线,长0.4m,质量为0.01kg,用两根柔软的细线悬在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中,如图所示。问金属导线中的电流为多大,流向如何才能抵消悬线中的张力？ 【答案】： 解: 根据平衡条件mg =BIL， 即有:，解得I=0.5A 所以，I≥0.5A 即金属导线中的电流至少为0.5A,流向为由左向右，才能抵消悬线中的张力。 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 $$ 四川省单独招生考试《电工技术基础与技能》45分钟专题训练专辑，共40份试卷。试卷命题与高考紧密相关，精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固电子信息类理论知识，熟悉高考题型和命题规律，提高解题能力和应试技巧，为高考取得优异成绩打下坚实的基础，本训练卷适用于即将参加电子信息类高考的学生。与本专辑配套的还有四川省单独招生考试《电子技术基础与技能》《单片机原理及应用》45分钟专题训练专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 《电工技术基础与技能》 第六章 磁场和磁路 课题三 磁场对通电导线的作用力 时间：45分钟 总分：100分 班级 姓名 学号 成绩 一、选择题（本大题共20小题，每小题 2 分，共 40 分） 1.关于安培力的方向，下列说法正确的是（ ） A.与电流方向垂直，与磁场方向垂直 B.与电流方向平行，与磁场方向平行 C.与电流方向垂直，与磁场方向平行 D.与电流方向平行，与磁场方向垂直 2.当电流和磁场同时增大为原来的 2 倍时，安培力变为原来的（ ）倍。 A. 2 B. 4 C. 6 D. 8 3. 在电磁继电器中，衔铁被吸下时，工作电路处于（ ）状态。 A.断开 B.闭合 C.不确定 D.以上都不对 4.扬声器的音量大小与（ ）有关。 A.电流大小 B.磁场强度 C.线圈的匝数 D.以上都是 5.电流表的量程与（ ）有关。 A.线圈的匝数 B.磁场强度 C.安培力大小 D.以上都是 6.在电磁继电器中，电磁铁的作用是（ ） A.产生磁场，控制工作电路的通断 B.产生电流，为工作电路供电 C.改变磁场强度，调节工作电路的电流 D.以上都不对 7. 一长度为 L 的直导线，通有电流 I，放在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，当导线与磁场方向成 60° 角时，安培力的大小为（ ） A.BIL B.BIL/2 C.BIL/√3 D.√3BIL/2 8.扬声器中，当电流方向改变时，线圈的运动方向（ ） A.不变 B.改变 C.可能改变，可能不变 D.以上都不对 9.一通电导线在磁场中受到的安培力为零，则可能的原因是（ ） A.没有电流 B.电流方向与磁场方向平行 C.电流方向与磁场方向垂直 D.磁场强度为零 10.电磁继电器中，控制电路的作用是（ ） A.产生强大的磁场 B.控制工作电路的通断 C.提供大电流 D.改变工作电路的电压 11. 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 12. 如图所示，在蹄形磁铁的上方放置一个可以自由运动的通电线圈abcd，最初线圈平面与蹄形磁铁处于同一竖直面内，则通电线圈运动的情况是（ ） A.ab边转向纸外，cd边转向纸里，同时向下运动 B.ab边转向纸外，cd边转向纸里，同时向上运动 C.ab边转向纸里，cd边转向纸外，同时向下运动 D.ab边转向纸里，cd边转向纸外，同时向上运动 13.关于通电直导线所受的安培力F、磁感应强度B和电流I三者方向之间的关系，下列说法中正确的是（ ） A.F、B、I的三者必定均相互垂直 B.I必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B C.B必定垂直于F、I，但F不一定垂直于I D.F必定垂直于B、I，但B不一定垂直于I 14.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 15.如图所示，将通电线圈悬挂在磁铁N极附近:磁铁处于水平位置和线圈在同一平面内，且磁铁的轴线经过线圈圆心，线圈将( ) A. 不转动，只靠近磁铁 B.转动同时离开磁铁 C.转动同时靠近磁铁 D.不转动，只离开磁铁 16.通电矩形线圈平面垂直于匀强磁场的磁感线，则有 （ ） A.线圈所受安培力的合力不为零 B.线圈所受安培力以任一边为轴的力矩为零 C.线圈所受安培力以任一对角线为轴的力矩不为零 D.线圈所受安培力必定使其四边有向外扩展形变的效果 17. 下面的四个图显示了磁场对通电直导线的作用力，其中正确的是（ ） 18. 一根容易形变的弹性导线，两端固定，导线中通有电流，方向如图中箭头所示，当没有磁场时，导线呈直线状态;当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是( ) 19.在磁场中的同一位置放置一条直导线，导线的方向与磁场方向垂直，则下列描述导线受到的安培力F的大小与通过导线的电流I的关系图象正确的是(　　) 20.如图所示，纸面内有一通电导线，要使该导线受到沿纸面向右的安培力，则磁场的方向可能为 ( ) A.垂直于导线向右 B.与纸面成一定角度(不等于零)向里 C.垂直于纸面向内 D.垂直于纸面向外 二、判断题（本大题共10小题，每题 2分，共 20 分） 1.电流表、扬声器和电磁继电器的工作都离不开磁场（ ） 2.安培力是通电导线在磁场中受到的力，其大小与电流强度、磁感应强度和导线长度成正比（ ） 3.使用左手定则判断安培力方向时，四指应指向电流方向，拇指指向安培力方向（ ） 4.当通电导线与磁场方向平行时，安培力最大( ) 5扬声器发声时，线圈中的电流是直流电（ ） 6.电磁继电器的工作原理是利用电磁铁控制电路的通断（ ） 7.电磁继电器可以实现高温环境下的远距离控制（ ） 8.安培力的计算公式F=BIL中的L是指导线的总长度（ ） 9.电磁铁磁性的强弱可以通过改变电流的方向来控制（ ） 10.电流表、扬声器和电磁继电器的工作都离不开磁场（ ） 三、分析计算题（本大题共3小题，每题 10 分，共 30 分） 1.一根长为0.6m的直导线，垂直放入磁感应强度为2T的匀强磁场中，通过导线的电流为3A，求导线所受安培力的大小和方向。 2.把一根通有2A电流、长为40cm的导线放在匀强磁场中，当导线和磁感线线垂直时,测得所受的磁场力是0.08 N,求:①磁场的磁感应强度;②如果导线和磁场方向成30°角,导线所受到的磁场力的大小。 3.在磁感应强度是1T的匀强磁场里,有一根和磁场方向相交成30°角、长10cm的通电直导线ab,如图所示。磁场对通电导线的作用力是1N,方向和纸面垂直向纸面外,求导线里电流的大小和方向。 四、综合题（本大题共10小题，每小题10分，共10 分） 有一根金属导线,长0.4m,质量为0.01kg,用两根柔软的细线悬在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中,如图所示。问金属导线中的电流为多大,流向如何才能抵消悬线中的张力？ 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 $$