高考卷 物理专题14 通电导线在磁场中受到的力（解析版）

2016-2017学年高二物理百所名校速递分项汇编（选修3-1、3-2）专题14通电导线在磁场中受到的力一、单项选择题1.【浙江省余姚中学2016-2017学年高二上学期期中考试物理试题】如图，由均匀的电阻丝组成的等边三角形导体框，垂直匀强磁场放置，将AB两点接入电压恒定的电源两端，通电时，线框受到的安培力为1.2N，若将ACB边移走，则余下线框受到的安培力大小为（）A.0.6NB.0.8NC.1.2ND.1.6N【答案】B[来源:Z#xx#k.Com]考点：安培力[来源:学|科|网]【名师点睛】本题主要考查了安培力。根据左手定则判断出各段受到的安培力的方向，根据闭合电路的欧姆定律计算出各段上的电流大小，再计算出各段安培力的大小，然后计算安培力是解题的正确思路．此题属于基础题。[来源:学科网]2.【浙江省余姚中学2016-2017学年高二上学期期中考试物理试题】在下图中标出了磁场B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【解析】根据左手定则可知：图中安培力的方向是竖直向下的，故A错误；电流方向与磁场方向平行，不受安培力作用，故B错误；图中安培力的方向是竖直向下的，故C正确；图中安培力的方向是水平向外的，故D错误.所以C正确，ABD错误。考点：安培左手定则【名师点睛】本题主要考查了安培左手定则。左手定则的内容：伸开左手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使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．根据左手定则的内容判断安培力的方向。学科网[来源:学科网ZXXK]3.【河北省石家庄市第二中学2016-2017学年高二上学期期中考试】19世纪20年代，以塞贝克（数学家）为代表的科学家已认识到：温度差会引起电流，安培考虑到地球自转造成了太阳照射后正面与背面的温度差，从而提出如下假设：地球磁场是由绕地球的环形电流引起的．则该假设中的电流方向是（）[来源:学.科.网]A．由西向东垂直磁子午线[来源:学|科|网]B．由东向西垂直磁子午线C．由南向北沿磁子午线D．由赤道向两极沿磁子午线（注：磁子午线是地球磁场N极与S极在地球表面的连线）【答案】B考点：安培定则【名师点睛】解决此题要掌握安培定则：四指绕向为电流的方向，大拇指所指的方向是磁铁的N极方向．根据题中信息得出地磁场的方向，再利用安培定则确定电流的方向，即可解题。此题属于基础题，只要理解题意即可得出正确答案。4.【河北省邢台市第一中学2016-2017学年高二上学期第二次月考】如图所示，台秤上放一光滑平板，其左边固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时台秤读数为F1．现在磁铁上方中心偏左位置固定一通电导线，电流方向如图所示，当加上电流后，台秤读数为F2，则以下说法正确的是（）A．F1＞F2[来源:学。科。网Z。X。X。K]B．F1＜F2C．弹簧长度将变长D.弹簧长度将不变【答案】A考点：安培力[来源:Z*xx*k.Com]【名师点睛】本题考查磁铁产生的磁场情况，导线受到的安培力方向。要灵活选择研究对象和应用左手定则判断安培力方向的能力以导体棒为研究对象，根据左手定则判断其受到的安培力方向，再由牛顿第三定律分析磁铁受到的安培力方向，确定弹簧长度及弹簧秤读数的变化。[来源:学科网ZXXK]5.【新疆生产建设兵团第二中学2016-2017学年高二上学期期中考试】如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ.如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是()[来源:学科网ZXXK]A．棒中的电流变大，θ角变大[来源:Z§xx§k.Com][来源:学+科+网Z+X+X+K]B．两悬线等长变短，θ角变小C．金属棒质量变大，θ角变大D．磁感应强度变大，θ角变小【答案】A考点：安培力、力的合成与分解的运用、共点力平衡的条件及其应用【名师点睛】对金属棒进行受力分析、应用平衡条件，根据安培力公式分析即可正确解题。学科网6.【河北省武邑中学2016-2017学年高二上学期周考（11.20）物理试题】如图所示，两个圆形线圈P和Q，悬挂在光滑绝缘杆上，通以方向相同的电流，若12II，P、Q受到安培力大小分别为12FF、，则P和QA．相互吸引，12FFB．相互排斥，12FFC．相互排斥，12FFD．相互吸引，12FF【答案】D[来源:Zxxk.Com]【解析】两个圆形线圈，电流同向，根据同向电流相互吸引，异向电流相互排斥，知两线圈相互吸引．根据牛顿第三定律知，因为线圈P对线圈Q的力和线圈Q对线圈P的力大小相等，方向相反，故D正确，考点：考查了安培力【名师点睛】解决本题的关键掌握同向电流、异向电流的关系．同向电流相互吸引，异向电流相互排斥．7.【河北省武邑中学2016-2017学年高二上学期周考（11.20）物理试题】如图所示为电流天平，它的右臂挂着矩形线圈，匝数为n，线圈的水平边长为L，处于匀强磁场内，磁感应强度大小为B，方向与线圈平面垂直。当线圈中通过方向如图所示的电流I时，调节砝码使两臂达到平衡，然后使电流反向，大小不变，这时为使天平两臂再达到新的平衡，则需A．在天平右盘中增加质量nBILmg的砝码B．在天平右盘中增加质量2nBILmg的砝码C．在天平左盘中增加质量nBILmg的砝码D．在天平左盘中增加质量2nBILmg的砝码【答案】D考点：考查了安培力，共点力平衡条件[来源:Z#xx#k.Com]【名师点睛】开始时电流逆时针，根据左手定则，底边安培力的方向竖直向上，保持电流大小不变，使电流方向反向，则安培力变为竖直向下，相当于右边多了两个安培力的重量，即2AmgF．8.【河北省武邑中学2016-2017学年高二上学期周考（11.20）物理试题】如图是磁电式电流表的结构，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，线圈中a、b两条导线长均为l，通以图示方向的电流I，两条导线所在处的磁感应强度大小均为B，则A．该磁场是匀强磁场B．线圈平面总与磁场方向垂直[来源:学.科.网]C．线圈将逆时针转动D．线圈将逆时针转动【答案】D考点：磁电式电流表【名师点睛】在学过的测量工具或设备中，每个工具或设备都有自己的制成原理；对不同测量工具的制成原理，是一个热点题型，需要重点掌握．9.【山西省怀仁县第一中学2016-2017学年高二上学期第三次月考（11月）物理试题】长为L的通电直导线放在倾角为θ的光滑斜面上，并处在磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示，当B方向竖直向上，电流为I1时导体处于平衡状态；若B方向改为垂直斜面向上，则电流为I2时导体处于平衡状态，电流比值I1：I2应为（）[来源:学&科&网Z&X&X&K]A．cosθB．1cosC．sinθD．1sin[来源:学#科#网Z#X#X#K][来源:学#科#网]【答案】B考点：安培力【名师点睛】学会区分左手定则与右手定则，前者是判定安培力的方向，而后者是判定感应电流的方向。10.【山西省怀仁县第一中学2016-2017学年高二上学期第三次月考（11月）物理试题】如图，两根相互平行的长直导线过纸面上的MN两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流；a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等．关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是（）A．O点处的磁感应强度为零B．a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反C．c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同D．a、c两点处磁感应强度的方向不同【答案】C【解析】根据右手螺旋定则，M处导线在o点产生的磁场方向竖直向下，N处导线在o点产生的磁场方向竖直向下，合成后磁感应强度不等于0，因此垂直于纸面向外的通电直导线受到的力不为零．故A错误．M在a处产生的磁场方向竖直向下，在b处产生的磁场方向竖直向下，N在a处产生的磁场方向竖直向下，b处产生的磁场方向竖直向下，根据场强的叠加知，a、b两点处磁感应强度大小相等，方向相同．当垂直于纸面向外的相同通电直导线受到的力大小相等，方向相同，故B错误．M在c处产生的磁场方向垂直于cM偏下，在d出产生的磁场方向垂直dM偏下，N在c处产生的磁场方向垂直于cN偏下，在d处产生的磁场方向垂直于dN偏下，根据平行四边形定则，知c处的磁场方向竖直向下，d处的磁场方向竖直向下，且合场强大小相等．因此通电直导线受到的力大小相等，方向相同，故C正确．a、c两点的磁场方向都是竖直向下，则a、c两点处放垂直于纸面向外的相同通电直导线受到的力方向相同．故D错误．故选C。考点：右手螺旋定则；磁场的叠加【名师点睛】解决本题的关键掌握右手螺旋定则判断电流与其周围磁场方向的关系，会根据平行四边形定则进行合成。学科网11.【甘肃省天水市第一中学2016-2017学年高二上学期第二阶段考试】如图所示，当闭合开关S后，螺旋管通以恒定电流，不计其他磁场的影响，螺旋管上方A点的磁感应强度方向为（）A．垂直纸面向里B．垂直纸面向外C．向右D．向左【答案】C考点：安培定则【名师点睛】本题考查了磁极间的相互作用规律和右手螺旋定则．利用右手螺旋定则既可由电流的方向判定磁极磁性，也能由磁极极性判断电流的方向和线圈的绕法。12.【甘肃省天水市第一中学2016-2017学年高二上学期第二阶段考试】两根长直通电导线互相平行，电流方向相同，它们的截面处于等边△ABC的A和B处，如图所示.两通电导线在C处产生磁场的磁感应强度大小都足B0，则下列说法正确的是()[来源:学.科.网]A.等边三角ABC区域中（包括边界）没有磁感应强度为0的点B.在C处磁场的总磁感应强度方向垂直于AB连线向下C.在C处磁场的总磁感应强度大小是B0D.在C处若有一电流大小为I，长度为L的的恒定电流，受到的安培力可能为B0IL【答案】D考点：安培定则；磁场的叠加【名师点睛】解决本题的关键掌握右手螺旋定则判断通电电流周围的磁场方向，以及知道磁感应强度是矢量，合成遵循平行四边形定则．基础题目。13.【浙江省温州中学2016-2017学年高二上学期期中考试物理试题】下图中的通电导线在磁场中受力分析正．确．的是【答案】C考点：左手定则【名师点睛】熟练应用左手定则是解决本题的关键，在应用时可以先确定一个方向，然后逐步进行，如可先让磁感线穿过手心，然后通过旋转手，让四指和电流方向一致或让大拇指和力方向一致，从而判断出另一个物理量的方向，用这种程序法，防止弄错方向。14.【河北省定州中学2016-2017学年高二上学期周练（11.4）物理试题】如图所示，一根质量为m的金属棒AC，用软线悬挂在磁感强度为B的匀强磁场中，通入A→C方向的电流时，悬线张力不为零，欲使悬线张力为零，可以采用的办法是（）A．不改变电流和磁场方向，适当减小电流[来源:Zxxk.Com]B．不改变磁场和电流方向，适当增大磁感强度C．只改变电流方向，并适当增加电流D．只改变电流方向，并适当减小电流【答案】B【解析】不改变电流和磁场方向，适当减小电流，可减小安培力，不能使悬线张力为零．故A错误；不改变磁场和电流方向，金属棒所受的安培力方向仍向上，适当增大磁感应强度，安培力增大，悬线张力可减小到零，所以B正确．只改变电流方向，金属棒所受安培力方向向下，悬线张力一定不为零．故BD错误；故选B.考点：安培力；物体的平衡【名师点睛】本题考查对安培力方向判断和大小分析的能力，是学习磁场部分应掌握的基本功．比较简单。二、多项选择题15.【辽宁省盘锦市高级中学2016-2017学年高二上学期期中（11月月考）考试物理试题】质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的导轨上，导轨的宽度为d，杆ab与导轨间的摩擦因数为μ，有电流时ab恰好在导轨上静止，如图所示，是沿ba方向观察时的四个平面图，标出了四种可能的匀强磁场方向，其中杆ab与导轨间摩擦力可能为零的图是（）[来源:学_科_网Z_X_X_K]【答案】AB考点：安培力、物体的平衡【