高考物理江蘇專(zhuān)版總復(fù)習(xí)課時(shí)作業(yè)： 三十六 磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力 含解析

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1、 課時(shí)作業(yè) 三十六 磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力 (限時(shí)：45分鐘) (班級(jí)________　姓名________) 1．如圖所示，通電折線abc的兩段ab⊥bc，勻強(qiáng)磁場(chǎng)水平向右，將此通電折線abc放入磁場(chǎng)中，圖中哪種情況其所受安培力最大(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　 　　　　　　A　　 　　 　　　B 　　　 　　　　　　C　　　　　　　　D 2．如圖所示，用細(xì)繩懸于O點(diǎn)的可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的通電導(dǎo)線AB放在蹄形磁鐵的上方，當(dāng)導(dǎo)線中通以圖示方向電流時(shí)，從上向下看，AB的轉(zhuǎn)動(dòng)方向及細(xì)繩中張力變化的情況為(　　) 第2題圖 A．A

2、B順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，張力變大 B．AB逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，張力變小 C．AB順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，張力變小 D．AB逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，張力變大 3．(多選)如圖所示，三根長(zhǎng)度相同的平行通電直導(dǎo)線a、b、c分別通以電流Ia、Ib、Ic(方向未給)，放在光滑絕緣水平面上恰能保持靜止，a、b距離小于b、c距離，下列判斷正確的是(　　) 第3題圖 A．a(chǎn)、b、c電流同向 B．a(chǎn)、c電流方向相同，與b方向相反 C．Ic>Ia>Ib D．Ib>Ia>Ic 4．如圖是磁電式電流表的結(jié)構(gòu)，蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場(chǎng)均勻輻向分布，線圈中a、b兩條導(dǎo)線長(zhǎng)均為l，通以圖示方向的電流I，兩條導(dǎo)線所在

3、處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B.則(　　) 　　 　　　　　　　甲　　　　　　　　　　乙 第4題圖 A．該磁場(chǎng)是勻強(qiáng)磁場(chǎng) B．線圈平面總與磁場(chǎng)方向垂直 C．線圈將逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) D．a(chǎn)、b導(dǎo)線受到的安培力大小總為BIl 5．如圖所示，在傾角為α的光滑斜面上，垂直紙面放置一根長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒．當(dāng)導(dǎo)體棒中的電流I垂直紙面向里時(shí)，欲使導(dǎo)體棒靜止在斜面上，可加一平行于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，當(dāng)外加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向由垂直斜面向上沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)至水平向左的過(guò)程中，下列關(guān)于B的大小變化的說(shuō)法中，正確的是(　　) 第5題圖 A．逐漸增大 B．逐漸減小

4、 C．先減小后增大 D．先增大后減小 6．(多選)如圖所示，質(zhì)量為m、長(zhǎng)為L(zhǎng)的直導(dǎo)線用兩絕緣細(xì)線懸掛于O、O′，并處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．當(dāng)導(dǎo)線中通以沿x正方向的電流I，且導(dǎo)線保持靜止時(shí)，懸線與豎直方向夾角為θ.則磁感應(yīng)強(qiáng)度方向和大小可能為(　　) 第6題圖 A．z正向，tan θ B．y正向， C．z負(fù)向，tan θ D．沿懸線向上，sin θ 7．(17年海安模擬)(多選)如圖所示，兩根通電直導(dǎo)線用四根長(zhǎng)度相等的絕緣細(xì)線懸掛于O、O′兩點(diǎn)，已知OO′連線水平，導(dǎo)線靜止時(shí)絕緣細(xì)線與豎直方向的夾角均為θ，保持導(dǎo)線中的電流大小和方向不變，在導(dǎo)線所在空間加上勻強(qiáng)磁場(chǎng)后，絕緣

5、細(xì)線與豎直方向的夾角均變小，則所加磁場(chǎng)的方向可能沿(　　) 第7題圖 A．z軸正向 B．z軸負(fù)向 C．y軸正向 D．y軸負(fù)向 8．如圖，一長(zhǎng)為10 cm的金屬棒ab用兩個(gè)完全相同的彈簧水平地懸掛在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中；磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.1 T，方向垂直于紙面向里；彈簧上端固定，下端與金屬棒絕緣，金屬棒通過(guò)開(kāi)關(guān)與一電動(dòng)勢(shì)為12 V的電池相連，電路總電阻為2 Ω.已知開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)兩彈簧的伸長(zhǎng)量均為0.5 cm；閉合開(kāi)關(guān)，系統(tǒng)重新平衡后，兩彈簧的伸長(zhǎng)量與開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)相比均改變了0.3 cm，重力加速度大小取10 m/s2.判斷開(kāi)關(guān)閉合后金屬棒所受安培力的方向，并求出金屬棒的質(zhì)量．

6、 第8題圖　　　 9．如圖所示，U形平行金屬導(dǎo)軌與水平面成37°角，金屬桿ab橫跨放在導(dǎo)軌上，其有效長(zhǎng)度為0.5 m，質(zhì)量為0.2 kg，與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1.空間存在豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度為2 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，要使ab桿在導(dǎo)軌上保持靜止，則ab中的電流大小應(yīng)在什么范圍？(設(shè)最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等，取g＝10m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8) 第9題圖　　 10．如圖所示為理想直流電動(dòng)機(jī)工作原理模型圖(剖面圖)，其磁場(chǎng)方向成輻射狀指向外側(cè)，當(dāng)線圈通過(guò)中間平面時(shí)通過(guò)電流轉(zhuǎn)換器改變電流方向；已知線圈匝數(shù)

7、n＝1000匝，線圈平面為邊長(zhǎng)l＝20 cm的正方形，線圈內(nèi)阻r＝4 Ω；線圈外側(cè)導(dǎo)線所在處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小都為B＝0.03 T，電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)電流I＝2 A，轉(zhuǎn)速N＝50 r/s，求： (1)該直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率； (2)該直流電動(dòng)機(jī)消耗的電功率． 第10題圖　　　 課時(shí)作業(yè)(三十六)　磁場(chǎng)對(duì) 通電導(dǎo)線的作用力1.C　【解析】　當(dāng)通電導(dǎo)線為折線或曲線時(shí)其效果相當(dāng)于由起點(diǎn)到終點(diǎn)的直線通以相同的電流，由題中圖知C選項(xiàng)正確． 2．D　【解析】　在導(dǎo)線上靠近A、B兩端各取一個(gè)電流元，A處的電流元所在處的磁場(chǎng)向上穿過(guò)

8、導(dǎo)線，根據(jù)左手定則，該電流元受力垂直紙面向外，同理B處電流元受安培力垂直紙面向里，所以從上向下看，導(dǎo)線逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)由于導(dǎo)線轉(zhuǎn)動(dòng)，所以電流在垂直紙面方向有了投影，對(duì)于此有效長(zhǎng)度來(lái)說(shuō)，磁感線是向右穿過(guò)導(dǎo)線，再根據(jù)左手定則可判定導(dǎo)線有向下運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，故選D. 3．BC　【解析】　同向電流相互吸引，異向電流相互排斥；根據(jù)三根導(dǎo)線均平衡其對(duì)應(yīng)受力情況如下圖中甲乙丙所示，對(duì)通電細(xì)桿進(jìn)行受力分析如下：由圖可知：ac相吸，電流同向；a、b相斥，電流反向．故A錯(cuò)B正確；以b為研究對(duì)象，c相對(duì)a離b較遠(yuǎn)，欲使a、c對(duì)b的作用力大小相等，實(shí)現(xiàn)平衡，Ic應(yīng)大于Ia，即Ic>Ia，同理以c為研究對(duì)象可得Ia>Ib

9、，綜合可得：Ic>Ia>Ib.故C選項(xiàng)正確；D選項(xiàng)錯(cuò)誤．選BC. 　 甲　　　　　　乙　　　　　　　 丙 第3題圖 4．D　【解析】　勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)大小處處相等，方向處處相同，由圖可知，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在圖示的位置，a受向上的安培力，b受向下的安培力，線圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；易知選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不變，電流大小不變，則安培力大小始終為BIl，選項(xiàng)D正確． 5．A　【解析】　對(duì)通電導(dǎo)線受力分析，通電導(dǎo)線受重力、支持力和安培力作用，三力平衡，當(dāng)外加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向由垂直斜面向上沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)至水平向左的過(guò)程中，所受的安培力由沿斜面斜向上轉(zhuǎn)到豎直向上，作出通

10、電導(dǎo)線受力的動(dòng)態(tài)變化圖如圖所示，由圖可知，安培力逐漸增大，則B逐漸增大，A項(xiàng)正確． 第5題圖 6．BC　【解析】　對(duì)于A選項(xiàng)，安培力水平向右，三力合力不可能為零，A錯(cuò)誤；對(duì)于B選項(xiàng)，安培力豎直向上，當(dāng)安培力BIL＝mg時(shí)，可以平衡，此時(shí)B＝，B正確；對(duì)于C選項(xiàng)，安培力水平向外，三力平衡時(shí)安培力BIL＝mgtan θ，此時(shí)B＝，C正確；對(duì)于D選項(xiàng)，安培力垂直于繩子的方向向內(nèi)，三力不可能平衡，D錯(cuò)誤． 7．AB　【解析】　導(dǎo)線靜止時(shí)絕緣細(xì)線與豎直方向的夾角均為θ，說(shuō)明兩根導(dǎo)線的電流方向相反，磁場(chǎng)的方向沿z軸方向，電流的方向沿x軸，根據(jù)左手定則可以判斷受到的磁場(chǎng)力在水平方向上，所以A、B正

11、確；若磁場(chǎng)的方向沿y軸方向，兩根導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力都在豎直方向上，一個(gè)向上，一個(gè)向下，它們的角度變化一個(gè)增加，一個(gè)減小，與題不符，所以C、D錯(cuò)誤． 8．豎直向下　0.01 kg　 【解析】　金屬棒通電后，閉合回路電流I＝＝＝6 A 導(dǎo)體棒受到安培力F＝BIL＝0.06 N，根據(jù)安培定則可判斷金屬棒受到安培力方向豎直向下； 開(kāi)關(guān)閉合前2×k×0.5×10－2m＝mg 開(kāi)關(guān)閉合后2×k×(0.5＋0.3)×10－2m＝mg＋F所以m＝0.01 kg 9．1.21 A≤I≤1.84 A 【解析】　先畫(huà)出金屬桿受力的側(cè)面圖，由于安培力的大小與電流有關(guān)，因此改變電流的大小，可以改變安培力的大

12、小，也可以使導(dǎo)線所受的摩擦力方向發(fā)生變化．由平衡條件可知，當(dāng)電流較小時(shí)，導(dǎo)線所受的摩擦力方向沿斜面向上． 第9題圖 則mgsin θ＝μ(mgcos θ＋Fsin θ)＋Fcos θ 又F＝BI1L 得I1＝1.21 A 當(dāng)電流較大時(shí)，導(dǎo)線所受的摩擦力方向沿斜面向下 則mgsin θ＋μ(mgcos θ＋Fsin θ)＝Fcos θ 又F＝BI2L I2＝1.84 A. 所以1.21 A≤I≤1.84 A. 10．(1)754 W　(2)770 W　 【解析】　(1)線圈右邊受到的安培力F＝nBIl?、? 線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度v＝2πN·＝πNl?、? 該邊的機(jī)械功率P＝Fv?、? 由于左、右兩邊，故P機(jī)＝2P　④ 綜合①②③④并代入相關(guān)數(shù)據(jù)可得：P機(jī)＝754 W?、? (2)內(nèi)阻上產(chǎn)生的熱功率P熱＝I2r?、? 電動(dòng)機(jī)消耗的電功率P電＝P機(jī)＋P電?、? 綜合⑤⑥⑦并代入相關(guān)數(shù)據(jù)可得：P電＝770 W.