4 通电导线在磁场中受到的力
1.下列各图中,表示通电直导线在匀强磁场中所受磁场力的情况,其中磁感应强度B、电流I、磁场力F三者之间的方向关系错误的是( A )
解析:根据左手定则可知A图通电导线受力向左,故A错误;B图通电导线受力向右,故B正确;C图通电导线受力向上,故C正确;D图通电导线受力垂直于电流向上,故D正确.
2.(2019·浙江嘉兴模拟)如图(甲)所示为海影号电磁推进试验舰艇,船体下部的大洞使海水前后贯通.舰艇沿海平面截面图如图(乙)所示,其与海水接触的两侧壁M和N分别连接舰艇内电源的正极和负极,舰艇内超导体在M,N间产生强磁场,使M,N间海水受到磁场力作用被推出,船因此前进.要使图(乙)中的舰艇向左前进,则所加磁场的方向应为( D )
A.水平向左 B.水平向右
C.竖直向上 D.竖直向下
解析:海水中电流方向从M流向N,且船向左运动,船受到海水对船的作用力向左,根据牛顿第三定律可知,海水所受的安培力方向向右,再根据左手定则,可知,磁场方向竖直向下.故D正确,A,B,C错误.
3.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.当在该导线中通以电流为I的电流时,该V形通电导线受到的安培力大小和方向为( B )
A.BIl 竖直向下 B.BIl 竖直向上
C.2BIl 竖直向下 D.2BIl 竖直向上
解析:导线在磁场内有效长度为l′=2lsin 30°=l,故该V形通电导线受到安培力大小为F=BIl′=BIl,由左手定则可得方向竖直向上,则选项B正确.
4.(2019·湖北孝感期末)如图所示,直角三角形闭合线框abc处于匀强磁场中,∠acb=30°,磁场垂直线框平面向里,线框中通入顺时针方向电流时,下列说法正确的是( D )
A.ab边受到的安培力向右
B.ac边受到的安培力与ab边受到的安培力大小相等
C.ab边与bc边受到的安培力的合力大于ac边受到的安培力
D.整个线框所受的安培力的合力为零
解析:根据左手定则可知ab边受到的安培力向左,故A错误;ac边受到的安培力Fac=BILac,ab边受到的安培力Fab=BILab,因为磁感应强度B和电流I大小相同,且 Lac>Lab,故ac边受到的安培力大于ab边受到的安培力,故B错误;对三角形闭合线框,其中任何两边在磁场中的“有效长度”与第三边长度相等,且电流方向相反,则线框所受安培力的合力为零,故C错误,D正确.
5.关于磁电式电流表,以下说法错误的是( C )
A.指针稳定后,游丝形变产生的阻碍效果与线圈受到的安培力的转动效果是相反的
B.通电线圈中的电流越大,电流表指针偏转角度也越大
C.在线圈转动的范围内,各处的磁场都是匀强磁场
D.在线圈转动的范围内,线圈所受安培力大小与电流大小有关,而与所处位置无关
解析:游丝形变产生的弹力反抗线圈的转动,弹力与线圈受到的安培力的转动效果相反,线圈停止转动,电流表内极靴与圆柱间磁场是均匀辐射磁场,在线圈转动的范围内,不管线圈转到什么角度,它的平面都跟磁感线平行,线圈所在各处的磁场大小相等方向不同,所以安培力与电流大小有关而与所处位置无关,电流越大,安培力越大,指针转过的角度越大,故选项C错误.
