题文

如图的通电线圈置于磁场中，在某时刻线圈平面刚好与磁感线的方向相平行，则下列说法中正确的是

[     ]

A．ab段与cd段所受的磁场力大小相等，方向相反，线圈处于平衡状态 B．ab段与cd段所受的磁场力大小不相等，但方向相反，故线圈处于不平衡状态 C．ab段与cd段所受的磁场力大小不相等，方向也不相反，故线圈处于不平衡状态 D．ab段与cd段所受的磁场力大小相等，方向相反，但不在同一条直线上，故线圈处于不平衡状态

题型：单选题  难度：中档

答案

D

据专家权威分析，试题“如图的通电线圈置于磁场中，在某时刻线圈平面刚好与磁感线的方向..”主要考查你对  磁场对通电导线的作用，二力平衡的定义及条件  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

磁场对通电导线的作用二力平衡的定义及条件

考点名称：磁场对通电导线的作用

• 磁场对通电导线的作用：
  通电导体在磁场中受到力的作用，力的方向跟导体中的电流方向和磁场方向有关。

• 探究磁场对通电导体的作用：
  

  提出问题	通电导体在磁场中是否受力的作用
  设计实验	取两根光滑的金属杆，组成一个金属轨道，将它放在磁场当中，再取一轻质金属杆，放在金属轨道上，将金属杆连入电路中，开关断开时，观察金属杆是否运动；闭合开关，观察金属杆是否运动；改变电流的方向，观察金属杆的运动情况；再改变磁场的方向，观察金属杆的运动情况
  实验器材	电源、开关、导线、金属轨道、金属杆、蹄形磁铁、滑动变阻器
  实验步骤	(1)将所需器材按如下图所示的电路连接好；(2)将金属杆横放在金属轨道上，观察金属杆是否运动；(3)闭合开关，观察金属杆是否运动，运动方向如何?(4)改变电流的方向，观察金属杆是否运动，运动方向如何?(5)保持电流方向不变，改变磁场的方向，观察金属杆的运动情况；(6)同时改变电流方向和磁场方向，观察金属杆的运动情况。
  实验记录
  实验结论	通电导体在磁场中受到力的作用，力的方向跟导体中的电流方向和磁场方向有关，当电流方向或磁场方向与原来相反时，力的方向也与原来相反；当电流方向和磁场方向同时改变时，力的方向不变

考点名称：二力平衡的定义及条件

• 定义:
  物体在两个力作用下保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这两个力平衡.

• 二力平衡的条件：
  同物：两个力作用在同一物体上
  等值：两个力大小相等
  反向：两个力方向相反
  共线：两个力在同一直线上
  
  说明：
  ①二力平衡时要求四个条件同时具备，缺一不可。
  ②判断二力是否平衡既可用二力平衡条件来判断，也可根据物体是否处于平衡状态来确定受到的力是否平衡
  

• 隐含“二力平衡”的变形题：
      考查二力平衡与平衡状态的试题很多，形式变化多样，有一些条件很直接，而有时具有隐蔽性，但始终遵循平衡力和平衡状态的对应关系，准确把握这一关系，适应多变题型。题型多以填空题、选择题的形式出现。
  例:如图所示，各用4N的水平力沿相反的方向拉弹簧测力计的两端(弹簧测力计自重不计)，则下列说法中正确的是(   )
  
  A．弹簧测力计的示数为4N，弹簧测力计受的合力为4N
  B．弹簧测力计的示数为0N，弹簧测力计受的合力为0N
  C．弹簧测力计的示数为8N，弹簧测力计受的合力为0N
  D．弹簧测力计的示数为4N，弹簧测力计受的合力为0N
  解析:本题考查弹簧测力计的原理，弹簧测力计是利用力产生的效果大小来测量力的大小的。弹簧测力计的构造是弹簧一端固定(与挂环相连的一端)，叫做固定端；另一端与挂钩相连，叫做自由端。测量时，使固定端不动，拉力拉挂钩使弹簧伸长，拉力越大，弹簧伸长就越长，弹簧测力计的示数就越大，也就是说，弹簧测力计指针的示数等于作用在挂钩上的拉力的大小，是一端的力的大小，而不是两端的受力之和所以在本题中弹簧测力计的示数是4N。而把弹簧测力计作为研究对象，在一对平衡力作用下，合力是零。
  答案：D
  
  二力平衡的判断方法：
      判断一对力是否是平衡力，有两种方法。一种是根据二力平衡条件判断，只要两个力“同体、等大、反向、共线”，那么，这两个力就是一对平衡力。另一种是根据物体的运动状态是否改变判断，如果物体在某一方向上受到一对力而运动状态保持不变，那么这一对力就是平衡力，反之，就不是平衡力。
  例1一本物理书静止在水平桌面七，下列各对力中属于平衡力的是（）
  A．书对地球的引力和地球对书的引力
  B．书受到的重力和桌面对书的支持力
  C．书对桌面的压力和书受到的重力
  D．书对桌面的压力和桌面对书的支持力
  解析：互为平衡力的两个力应满足：受力物体相同，大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。A 项中的两个力的受力物体不同，是一对相互作用力；B 项重力和支持力四个条件都符合，是平衡力；C项中的两个力不满足受力物体相同和方向相反的条件，不是平衡力；D项中的两个力的受力物体不同，施力物体和受力物体刚好相反，是一对相互作用力。
  答案：B

• 二力平衡的意义：
      二力平衡是力的分析的最简单、最基本的情况，若一物体处于二力平衡状态，我们了解了其中一个力，对另一个力也就了如指掌。如图所示，一物体放在水平桌面上，它将受到重力和桌面对它的支持力，物体处于平衡状态。我们知道了物体的重力，根据等大、反向、共线的关系，也就知道了支持力，的大小、方向及作用点。
  
  二力平衡的作用效果：
      二力平衡的效果不仅使物体保持平衡状态，还使物体发生了形变(只不过有时效果不明显，但形变还是有的，如静止在地面上的物体受重力和地面支持力的作用，发生了微小形变)。因此，两个力并不是完全抵消而没有产生任何力的作用效果。
  
  补充：
  (1)物体在两平衡力作用下处于平衡状态，若再加一对或多对平衡力，物体将仍然处于平衡状态。
  (2)平衡力可以通过受力图形象地描绘出来。
  
  二力平衡的应用：
  （1）用弹簧测力计测量物体所受重力时，就是利用二力平衡条件。
  （2）放在桌面上的花瓶受到竖直向下的重力和桌面对他竖直向上的支持力，二力平衡。