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《2021_2022版高中物理第三章磁场4通电导线在磁场中受到的力课时作业含解析新人教版选修3_1.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、考试资料通电导线在磁场中受到的力(25分钟·60分)一、选择题(本题共6小题,每题6分,共36分)1.(多选)关于磁场对通电直导线的作用力的大小,下列说法正确的是( )A.通电直导线跟磁场方向平行时作用力为零B.通电直导线跟磁场方向垂直时作用力最大C.作用力的大小跟导线与磁场方向的夹角无关D.通电直导线跟磁场方向斜交或成锐角时肯定有作用力【解析】选A、B、D。安培力既垂直于通电直导线,又垂直于磁场,当通电直导线与磁场方向平行时,安培力为零,选项A、B正确,C错误;通电直导线跟磁场方向斜交时,可将磁场沿平行于通电直导线方向和垂直于通电直导线方向进行分解,垂直于通电直导线方向的磁
2、场为有效磁场,安培力不为零,选项D正确。2.如图所示,均匀绕制的螺线管水平放置,在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A,A与螺线管垂直,A中电流的方向垂直于纸面向里。当开关S闭合后,A受到通电螺线管的磁场的作用力的方向是( )A.水平向左 B.水平向右C.竖直向下D.竖直向上【解析】-9-/9考试资料选D。先用安培定则判断螺线管的磁场方向,在导线A处的磁场方向是水平向左的,再用左手定则判断出导线A受到的安培力的方向是竖直向上的,选项D正确。3.如图所示,通电导线MN中的电流保持不变,当它在纸面内从a位置绕其一端M转至b位置时,通电导线所受安培力的大小变化情况
3、是( )A.变小 B.变大C.不变D.不能确定【解析】选C。从a转到b位置时,导线MN还是与磁场垂直,故F=BIL大小不变,故选C。4.如图所示,导线框中电流为I,导线框垂直于磁场放置,磁感应强度为B,AB与CD相距为d,则导体棒MN所受安培力大小是( )A.F=BIdB.F=BIdsinθC.F=D.F=BIdcosθ【解析】选C。导体棒MN在磁场中有电流的长度为,则F=BIL=,故选项C正确。5.某同学画的表示磁场B、电流I和安培力F的相互关系如图所示,其中正确的是( )【解析】-9-/9考试资料选D。根据左手定则可知,A图中安培力方向应该向下,B图中安培力
4、应该垂直于磁场斜向左上方,C图中磁场方向和电流方向在同一直线上,不受安培力作用,D图中安培力方向斜向左下方垂直于电流方向,故A、B、C错误,D正确。6.如图所示,PQ和MN为水平平行放置的金属导轨,相距L=1m。P、M间接有一个电动势为E=6V、内阻r=1Ω的电源和一只滑动变阻器。导体棒ab跨放在导轨上,棒的质量为m=0.2kg,棒的中心用细绳经定滑轮与物体相连,物体的质量M=0.3kg。棒与导轨间的动摩擦因数为μ=0.5(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,导轨与棒的电阻不计,g取10m/s2),匀强磁场的磁感应强度B=2T,方向竖直向下,为了使物体保持静止,滑动变阻器连入电路的
5、阻值不可能是( )A.2ΩB.4ΩC.5ΩD.6Ω【解析】选D。对导体棒进行受力分析,由平衡条件可知安培力的X围:Mg-μmg≤BIL≤Mg+μmg,解得1A≤I≤2A,即1A≤≤2A,得2Ω≤R≤5Ω,可得接入电路的滑动变阻器的阻值可能是A、B、C,不可能是D。【加固训练】如图所示,一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直。线段ab、bc和cd的长度均为L,且∠abc=∠bcd=135°。流经导线的电流为I,方向如图中箭头所示。关于导线abcd所受到的磁场的作用力的合力,下列说法正确的是( )-9-/9考试资料A.方向沿纸面垂
6、直bc向上,大小为(+1)ILBB.方向沿纸面垂直bc向下,大小为(+1)ILBC.若在纸面内将abcd逆时针旋转30°,力的大小减半D.若在纸面内将abcd逆时针旋转60°,力的大小减半【解析】选A。由安培力公式F=BIL,与左手定则,可得ab段导线的安培力方向垂直于导线与磁感线构成的平面并斜向左。同理cd段导线的安培力方向垂直于导线与磁感线构成的平面并斜向右。因此由平行四边形定则对这两个安培力进行分解,可得沿bc段方向的安培力分力正好相互平衡,所以ab段与cd段导线的安培力的合力为BIL,方向竖直向上;而bc段安培力的大小为BIL,方向是竖直向上。则导线段abcd所受到的磁
7、场的作用力的合力大小为(+1)BIL,方向是竖直向上。若在纸面内将abcd旋转任何角度,力的大小均不变,故A正确,B、C、D错误。二、计算题(本题共2小题,共24分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)7.(12分)如图所示,U形导电导轨水平放置,两平行导轨间距l=0.1m,电阻不计,与其串联的电池组内阻为r=0.1Ω,放置在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=4×10-2T,金属棒ab的质量为m=10g,它和导轨间动摩擦因数为μ=0.2,金属棒电阻为R=0.2Ω,若通电瞬
