高中物理 第三章《第4節(jié) 通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力》課時(shí)精練 新人教版選修3-1

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1、高中物理 第三章《第4節(jié) 通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力》課時(shí)精練 新人教版選修3-1 知識(shí)點(diǎn) 基礎(chǔ) 中檔 稍難 安培力方向 1、3 8、9 11 安培力大小 10 安培力的應(yīng)用 2、4、6、12 7 磁電式電流表 5 C．豎直向下 D．豎直向上 答案：C 解析：由安培定則判定通電螺線管上方磁場(chǎng)方向水平向右，再由左手定則判定通電直導(dǎo)線所受安培力的方向是豎直向下，C對(duì)． 7. 直導(dǎo)線AB與圓線圈的平面垂直且隔有一小段距離，直導(dǎo)線固定，線圈可以自由運(yùn)動(dòng)．當(dāng)通有如圖所示的電流時(shí)(同時(shí)通電)，從左向右看，線圈將(　　) A．順時(shí)針轉(zhuǎn)

2、動(dòng)，同時(shí)靠近直導(dǎo)線AB B．順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)離開直導(dǎo)線AB C．逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近直導(dǎo)線AB D．不動(dòng) 答案：C 解析：先用安培定則判斷出導(dǎo)線AB右側(cè)的磁場(chǎng)方向向里，因此，線圈內(nèi)側(cè)受力向下，外側(cè)受力向上，從左向右看應(yīng)逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)；在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，AB與線圈左側(cè)吸引，與線圈右側(cè)排斥，由于線圈左側(cè)離AB較近，則引力大于斥力，所以線圈靠近導(dǎo)線AB.故選項(xiàng)C正確． 8. [xx·海南高考](多選)圖中裝置可演示磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用、電磁鐵上下兩磁極之間某一水平面內(nèi)固定兩條平行金屬導(dǎo)軌，L是置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌垂直的金屬桿．當(dāng)電磁鐵線圈兩端a、b，導(dǎo)軌兩端e、f，分別接到兩個(gè)不同的直流電源上

3、時(shí)，L便在導(dǎo)軌上滑動(dòng)．下列說法正確的是(　　) A．若a接正極，b接負(fù)極，e接正極，f接負(fù)極，則L向右滑動(dòng) B．若a接正極，b接負(fù)極，e接負(fù)極，f接正極，則L向右滑動(dòng) C．若a接負(fù)極，b接正極，e接正極，f接負(fù)極，則L向左滑動(dòng) D．若a接負(fù)極，b接正極，e接負(fù)極，f接正極，則L向左滑動(dòng) 答案：BD 解析：若a接正極，b接負(fù)極，則根據(jù)安培定則可知線圈之間產(chǎn)生向上的磁場(chǎng)，e接正極，f接負(fù)極，L中將通有向外的電流，根據(jù)左手定則可知L向左運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)；若a接正極，b接負(fù)極，則根據(jù)安培定則可知線圈之間產(chǎn)生向上的磁場(chǎng)，e接負(fù)極，f接正極，L中將通有向里的電流，根據(jù)左手定則可知L向右運(yùn)動(dòng)，B正

4、確；若a接負(fù)極，b接正極，則根據(jù)安培定則可知線圈之間產(chǎn)生向下的磁場(chǎng)，e接正極，f接負(fù)極，L中將通有向外的電流，根據(jù)左手定則可知L向右運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)；若a接負(fù)極，b接正極，則根據(jù)安培定則可知線圈之間產(chǎn)生向下的磁場(chǎng)，e接負(fù)極，f接正極，L中將通有向里的電流，根據(jù)左手定則可知L向左運(yùn)動(dòng)，D正確． 9. 如圖所示，兩根垂直紙面、平行且固定放置的直導(dǎo)線M和N，通有同向等值電流；沿紙面與直導(dǎo)線M、N等距放置另一根可自由移動(dòng)的通電導(dǎo)線ab，則通電導(dǎo)線ab在安培力作用下運(yùn)動(dòng)的情況是(　　) A．沿紙面逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) B．沿紙面順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) C．a(chǎn)端轉(zhuǎn)向紙外，b端轉(zhuǎn)向紙里 D．a(chǎn)端轉(zhuǎn)向紙里，b端轉(zhuǎn)向紙外

5、答案：D 解析：根據(jù)長直導(dǎo)線周圍磁場(chǎng)的分布規(guī)律和矢量合成法則，可以判斷兩電流M、N連線上方處磁場(chǎng)方向水平向右，ab上半段所受安培力垂直于紙面向里，兩電流M、N連線下方處磁場(chǎng)方向水平向左，ab下半段所受安培力垂直于紙面向外，所以a端轉(zhuǎn)向紙里，b端轉(zhuǎn)向紙外，選項(xiàng)D正確． 10. [xx·天津高考]如圖所示，金屬棒MN兩端由等長的輕質(zhì)細(xì)線水平懸掛，處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，棒中通以由M到N的電流，平衡時(shí)兩懸線與豎直方向夾角均為θ.如果僅改變下列某一個(gè)條件，θ角的相應(yīng)變化情況是(　　) A．棒中的電流變大，θ角變大 B．兩懸線等長變短，θ角變小 C．金屬棒質(zhì)量變大，θ角變大 D．磁感應(yīng)

6、強(qiáng)度變大，θ角變小 答案：A 解析：金屬棒的受力情況如圖所示，則有tanθ＝＝.當(dāng)棒中的電流I變大或者磁感應(yīng)強(qiáng)度B變大時(shí)，因?yàn)橹亓Σ蛔儯驭冉菚?huì)變大，選項(xiàng)A對(duì)、D錯(cuò)；兩懸線等長變短對(duì)θ角沒有影響，選項(xiàng)B錯(cuò)；當(dāng)金屬棒的質(zhì)量m變大時(shí)，θ角變小，選項(xiàng)C錯(cuò)． 11. 把一通電直導(dǎo)線放在蹄形磁鐵磁極的正上方，導(dǎo)線可以自由移動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)線中通過如圖所示方向的電流I時(shí)，試判斷導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)情況． 答案：由上向下看導(dǎo)線逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)還要向下運(yùn)動(dòng) 解析：根據(jù)圖甲所示的導(dǎo)線所處的特殊位置判斷其轉(zhuǎn)動(dòng)情況．將導(dǎo)線AB從N、S極的中間O分成兩段，AO、BO段所處的磁場(chǎng)方向如圖甲所示，由左手定則可得AO段受

7、安培力的方向垂直紙面向外，BO段受安培力的方向垂直紙面向里，可見從上向下看，導(dǎo)線AB將繞O點(diǎn)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)．再根據(jù)導(dǎo)線轉(zhuǎn)過90°時(shí)的特殊位置判斷其上下運(yùn)動(dòng)情況．如圖乙所示，導(dǎo)線AB此時(shí)受安培力的方向豎直向下，導(dǎo)線將向下運(yùn)動(dòng)．由上述兩個(gè)特殊位置的判斷可知，當(dāng)導(dǎo)線不在上述的特殊位置時(shí)，所受安培力使AB逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)還要向下運(yùn)動(dòng)． 12. [xx·淮安高二檢測(cè)]如圖所示，質(zhì)量m＝0.1 kg的導(dǎo)體棒靜止于傾角為30°的斜面上，導(dǎo)體棒長度L＝0.5 m．通入垂直紙面向里的電流，電流大小I＝2 A，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5 T，方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．求：(取g＝10 m/s2) (1)導(dǎo)體棒所受安培力的大小和方向； (2)導(dǎo)體棒所受靜摩擦力的大小和方向． 答案：(1)0.5 N　水平向右　(2)0.067 N　沿斜面向上 解析：解決此題的關(guān)鍵是分析導(dǎo)體棒的受力情況，明確各力的方向和大?。? (1)安培力F安＝ILB＝2×0.5×0.5 N＝0.5 N， 由左手定則可知安培力的方向水平向右． (2)建立如圖坐標(biāo)系，分解重力和安培力．在x軸方向上，設(shè)導(dǎo)體棒受的靜摩擦力大小為Ff，方向沿斜面向下． 在x軸方向上有： mgsinθ＋Ff＝F安·cosθ， 解得Ff＝－0.067 N 負(fù)號(hào)說明靜摩擦力的方向與假設(shè)的方向相反，即沿斜面向上．