3-4通电导线在磁场中受到的力
基础夯实
1．关于磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间的关系，正确的说法是( )
A．磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间总是互相垂直的 B．磁场方向一定与安培力方向垂直，但电流方向不一定与安培力方向垂直
C．磁场方向不一定与安培力方向垂直，但电流方向一定与安培力方向垂直
D．磁场方向不一定与电流方向垂直，但安培力方向一定既与磁场方向垂直，又与电流方向垂直
答案：D
解析：电流放入磁场中，不管电流与磁场是否垂直，安培力均垂直磁场和电流所确定的平面，即安培力总是垂直磁场方向，安培力总是垂直电流方向。
2．下列四个实验现象中，不能表明电流能产生磁场的是( )
A．甲图中，导线通电后磁针发生偏转 B．乙图中，通电导线在磁场中受到力的作用 C．丙图中，当电流方向相同时，导线相互靠近
D．丁图中，当电流方向相反时，导线相互远离 答案：B
解析：甲、丙、丁中小磁针或导线所受的磁场力都是导线中电流产生的磁场给的力，但乙中的磁场是磁铁产生的。
3．在下图中，标出了磁场的方向、通电直导线中电流I的方向，以及通电直导线所受安培力F的方向，其中正确的是( )
答案：C
4．(2012·临朐一中高二检测)如图所示为一种自动跳闸的闸刀开关，O是转动轴，A是绝缘手柄，C是闸刀卡口，M、N接电源线，闸刀处于垂直纸面向里、B＝1T的匀强磁场中，CO间距离为10cm，当磁场力为0.2N时，闸刀开关会自动跳开。则要使闸刀开关能跳开，CO中通过的电流的大小和方向为( )
A．电流方向C→O C．电流大小为1A
B．电流方向O→C D．电流大小为0.5A
答案：B
FF
解析：由左手定则，电流的方向O→C，由B＝IL得I＝BL＝2A。 5．(2012·淄博模拟)在下图所示电路中，电池均相同，当电键S分别置于a、b两处时，导线MM′与NN′之间的安培力的大小为fa、fb，可判断这两段导线( )
A．相互吸引，fa>fb C．相互吸引，fa 解析：无论开关置于a还是置于b，两导线中通过的都是反向电流，相互间作用力为斥力，A、C错误。开关置于位置b时电路中电流较大，导线间相互作用力也较大，故D正确。 6．地球是个大磁体，在赤道上，地磁场可以看成是沿南北方向的匀强磁场。如果赤道某处的磁感应强度大小为0.5×10－4T，在赤道上有一根东西方向的直导线，长为20m，载有从东往西的电流30A。则地磁场对这根导线的作用力有多大？方向如何？ 答案：3.0×10－2N；方向竖直向下。 解析：地磁场的磁感应强度为0.5×10－4T，方向由南向北；导线垂直于地磁场放置，长度为20m，载有电流30A，则其所受安培力 F＝BIL＝0.5×10－4×30×20N＝3.0×10－2N B．相互排斥，fa>fb D．相互排斥，fa 根据左手定则可以判断导线所受安培力的方向竖直向下。 7．在倾角为θ的光滑斜面上放置一通有电流为I、质量为m、长度为L的导体棒，如图所示，欲使棒静止在光滑的斜面上，外加磁场的磁感应强度B的最小值和方向如何？ 答案：B最小值为 mgsinθ IL，磁场方向垂直斜面向上。 解析：导体棒在光滑斜面上受重力mg、支持力FN、安培力FB 作用处于平衡，当安培力FB与支持力FN垂直即沿斜面向上时，FB最小，此时B值最小。 由平衡条件可列方程FB＝mgsinθ 又FB＝BIL，化简得B＝ mgsinθIL 由左手定则可判定磁场方向垂直斜面向上。 能力提升 1．实验室经常使用的电流表是磁电式电流表。这种电流表的构造如图甲所示。蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的。若线圈中通以如图乙所示的电流，则下列说法中正确的是( ) A．在量程内指针转至任一角度，线圈平面都跟磁感线平行 B．线圈转动时，螺旋弹簧被扭动，阻碍线圈转动 C．当线圈在如图乙所示的位置时，b端受到的安培力方向向上 D．当线圈在如图乙所示的位置时，安培力的作用使线圈沿顺时针方向转动 答案：ABD 解析：指针在量程内线圈一定处于磁场之中，由于线圈与铁芯共轴，线圈平面总是与磁感线平行，故A正确。电表的调零使得当指针处于“0”刻线时，螺旋弹簧处于自然状态，所以无论线圈向哪一方向转动都会使螺旋弹簧产生阻碍线圈转动的力，故B正确。由左手定则知，b端受到的安培力方向向下，a端受到的安培力方向向上，安培力将使线圈沿顺时针方向转动，故C错误，D正确。 2．(2012·绵阳南山中学高二检测)如图所示的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(方向如图所示)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( )