人教高中物理16．安培力和磁场的叠加.docx

16．安培力和磁场的叠加
1．(2021·湖北十一校第二次联考)通电的等腰梯形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，电流方向如图1所示，ab边与MN平行。下列关于通电直导线MN的磁场对线框作用的说法中正确的是(　　)
图1
A．线框所受安培力的合力为零
B．线框有两条边所受的安培力方向相同
C．线框有两条边所受的安培力大小相同
D．线框在安培力作用下一定有向右的运动趋势
答案　C
解析　直导线中的电流方向由N到M，根据安培定则，导线右侧区域磁感应强度方向向里，根据左手定则，ab边受向左的安培力，cd边受向右的安培力，ad边受斜向左下方的安培力，bc边受向左上方的安培力，四个边所受的安培力的合力不为零，其中bc边和ad边所受的安培力大小相同，故A、B错误，C正确；离MN越远的位置，磁感应强度越小，故根据安培力公式F＝BIL，cd边受到的安培力小于ab边、bc边和ad边受到的安培力的矢量和，则线框在安培力作用下一定有向左的运动趋势，故D错误。
2．(2021·辽宁葫芦岛市期末)如图2所示为一由干电池、铜线圈和钕磁铁组成的简易电动机，此装置中的铜线圈能从静止开始绕虚线OO′轴转动起来，那么(　　)
图2
A．若磁铁上方为N极，从上往下看，线圈将顺时针旋转
B．若磁铁上方为S极，从上往下看，线圈将顺时针旋转
C．线圈匀速转动过程电池的化学能全部转化为线圈的动能
D．线圈加速转动过程电池的化学能全部转化为线圈的动能
答案　A
解析　若磁铁上方为N极，线圈左边的电流是向下的，磁场是向左的，根据左手定则可知安培力是向里的。同理，线圈右边的电流也是向下的，磁场是向右的，根据左手定则可知安培力是向外的，故从上往下看，线圈将顺时针旋转，故A正确；若磁铁上方为S极，根据A项的分析易知，从上往下看，线圈将逆时针旋转，故B错误；线圈匀速转动过程电池的化学能全部转化为线圈的动能和电路的焦耳热，故C错误；线圈加速转动过程电池的化学能全部转化为线圈的动能和电路的焦耳热，故D错误。
3．(2021·浙江省七彩阳光联盟返校联考)如图3所示，在通电螺线管正上方，用绝缘细杆悬挂一根通有恒定电流的硬直导线ab(ab水平方向上被限制，不会发生转动)，直导线中的电流方向由a向b，P点位于导线ab中点正下方，同时也位于螺线管中点正上方，当闭合开关S稳定后(　　)
图3
A．通电螺线管在导线ab中点处产生的磁场方向水平向右
B．导线ab对通电螺线管没有作用力
C．导线b端所受安培力的方向是垂直纸面向内
D．P点的磁感应强度增强
答案　D
解析　由右手螺旋定则，通电螺线管在导线ab中点处产生的磁场方向水平向左，所以
A错误；由左手定则可知，通电螺线管对导线ab有安培力作用，由牛顿第三定律，导线ab对通电螺线管也有反作用力，所以B错误；由左手定则，导线b端所受安培力的方向是垂直纸面向外，所以C错误；通电螺线管在导线P点处产生的磁场方向水平向左，导线ab在P点处的磁场方向垂直于纸面向内，由平行四边形定则可知，P点处的合磁感应强度增强，所以D正确。
4．(2021·北京通州区一模)如图4所示，在光滑的绝缘水平桌面上，有一质量均匀分布的细圆环，处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。圆环的半径为R，质量为m。令此圆环