探究安培力 1.由磁感应强度的定义式B=FIL可知,磁场中某处的磁感应强度的大小( ) A.随通电导线中的电流I的减小而增大 B.随IL乘积的减小而增大 C.随通电导线所受磁场力F的增大而增大 D.跟F、I、L的变化无关 答案:D 解析:磁感应强度B是反映磁场性质的物理量,由磁场自身决定,与F、I、L无关,D项正确. 2.在赤道附近沿东西方向放置一根导体棒,若通以由西向东的电流,则此导体棒所受安培力的方向为( ) A.向上 B.向下 C.向南 D.向北 答案:A 解析:赤道上方地磁场的方向由南向北,根据左手定则,可判断A项正确. 3.关于通电直导线所受安培力F、磁感应强度B和电流I三者方向之间的关系,下列说法正确的是( ) A.F、B、I三者必定都保持垂直 B.F必定垂直于B、I,但B不一定垂直于I C.B必定垂直于F、I,但F不一定垂直于I D.I必定垂直于F、B,但F不一定垂直于B 答案:B 解析:F一定垂直于I,F一定垂直于B,即F一定垂直于B与I决定的平面,但B和I不一定垂直,B项正确. 4.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( ) A.棒中的电流变大,θ角变大 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 解析:以导体棒为研究对象,从M端向N端看,导体棒受重力G、安培力F和绳子拉力T三个共点力而处于平衡状态,三力首尾相连可构成闭合矢量三角形,如图.其中安培力和重力方向始终保持不变,据此可知棒中电流变大,则安培力变大,使得θ角变大,选项A正确;两悬线长度变短,θ角不变,选项B错误;金属棒质量变大,θ角变小,选项C错误;磁感应强度变大,安培力变大,θ角变大,选项D错误. 5.如图所示,长为2l的直导线折成边长相等、夹角为60°的V形,并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中,磁感应强度为B.当在该导线中通以大小为I的电流时,该V形通电导线受到的安培力大小为( ) A.0 B.0.5BIl C.BIl D.2BIl 答案:C 解析:导线在磁场内有效长度为2lsin 30°=l,故该V形通电导线受到安培力大小为F=BI×2lsin 30°=BIl,选项C正确. 6.(多选)一根长为0.2 m、电流为2 A的通电导线,放在磁感应强度为0.5 T的匀强磁场中,受到磁场力的大小可能是( ) A.0.4 N B.0.2 N C.0.1 N D.0.3 N 答案:BC 解析:当B与I垂直时,安培力最大 Fmax=BIL=0.5×2×0.2 N=0.2 N. 当B与I平行时,安培力最小Fmin=0 随着二者方向夹角的不同,力的大小可以在0~0.2 N 之间取值,B、C项正确. 7.如图所示,垂直折线abc中通入电流I,ab=bc=L,折线所在的平面与匀强磁场垂直.匀强磁场的磁感应强度为B,求abc折线受到的安培力的大小和方向. 答案:见解析 解析:abc受到的安培力可等效于ac(图中的虚线,通有a到c的电流I)所受的安培力,这样直接可得F=BI(2L)=2BIL,方向按左手定则判断得垂直于ac向上. 能力提升 8.(多选)图中装置可演示磁场对通电导线的作用.电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨,L是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆.当电磁铁线圈两端a、b,导轨两端e、f,分别接到两个不同的直流电源上时,L便在导轨上滑动.下列说法正确的是( ) A.若a接正极,b接负极,e接正极,f接负极,则L向右滑动 B.若a接正极,b接负极,e接负极,f接正极,则L向右滑动 C.若a接负极,b接正极,e接正极,f接负极,则L向左滑动 D.若a接负极,b接正极,e接负极,f接正极,则L向左滑动 答案:BD 解析:若a接正极,b接负极,根据安培定则,两磁极之间产生方向向上的磁场,e接正极,f接负极,用左手定则可判断L向左滑动,选项A错误、B正确;同理,若a接负极,b接正极,根据安培定则,两磁极之间产生方向向下的磁场,e接正极,f接负极,用左手定则可判断L向右滑动,选项C错误、D正 ... ...
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