高中物理 3.4 磁场对通电导线的作力同步练习5 新人教版选修3-1

磁场对通电导线的作用力1如图3-16磁场方向竖直向下，通电直导线ab由水平位置1绕a点在竖直平面12ab图3-16内转到位置2，通电导线所受安培力是（ ） A数值变大、方向不变 B数值变小、方向不变C数值不变、方向改变 OO1B图3-17D数值、方向均改变 2如图3-17所示，对于放在匀强磁场中的通电线圈，下列说法正确的是（ ） A线圈平面平行磁感线时所受合力为零，合力矩最大 B线圈平面平行磁感线时，所受合力最大，合力矩最大 C线圈平面垂直磁感线时，所受合力为零，合力矩为零图3-18 D线圈平面垂直磁感线时，所受合力为零，合力矩最大3.如图3-18所示，一根有质量的金属棒MN，两端用细软导线连接后悬挂于a、b两点.棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N，此时悬线上有拉力.为了使拉力等于零，可( )A适当减小磁感应强度B使磁场反向图3-19C适当增大电流强度D使电流反向4如图3-19所示的天平可用来测定磁感应强度.天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽为L，共N匝.线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面.当线圈中通有电流I(方向如图3-19)时，在天平左、右两边加上质量各为m1、m2的砝码，天平平衡.当电流反向(大小不变)时，右边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡.由此可知( ) 图3-20A磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为(m1-m2)g/NILB磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为mg/2NILC磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为(m1-m2)g/NILD磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为mg/2NIL5.如图3-20所示，两根互相绝缘、垂直放置的直导线ab和cd，分别通有方向如图的电流，若通电导线ab固定不不动，导线cd能自由运动，则它的运动情况是( ).图3-21A顺时针转动，同时靠近导线abB顺时针转动，同时远离导线abC逆时针转动，同时靠近导线abD逆时针转动，同时远离导线abBI图3-226.如图3-21所示，在条形磁铁S极附近悬挂一个线圈，线圈与水平磁铁位于同一平面内，当线圈中电流沿图示方向流动时，将会出现( ) A线圈向磁铁平移B线圈远离磁铁平移C从上往下看，线圈顺时针转动，同时靠近磁铁D从上往下看，线圈逆时针转动，同时靠近磁铁7如图3-22所示，一根长为0.2m的金属棒放在倾角为=370的光滑斜面上，并通以I=5A电流，方向如图9-20所示，整个装置放在磁感应强度为B=0.6T，竖直向上的匀强磁场中，金属棒恰能静止在斜面上，则该棒的重力为多少？8一只磁电式电流表，线圈长为2.0cm，宽为1.0cm，匝数为250匝，线圈所在处的均匀辐向分布的磁场的磁感应强度为0.20T。当通以电流为0.10mA时，求：（1）作用在线圈上的安培力的力矩。（2）若线圈每转过10，螺旋弹簧的旋转力矩就增加3.310-8Nm，则线圈偏转的角度是多少？(提示：螺旋弹簧的旋转力矩与转过的角度成正比) 1在地球赤道上空，沿东西方向水平放置一根通以由西向东的直线电流，则此导线 （ ） A受到竖直向上的安培力 B受到竖直向下的安培力C受到由南向北的安培力 D受到由西向东的安培力2.赤道上某处有一竖直的避雷针，当带有正电的乌云经过避雷针的上方时，避雷针开始放电，则地磁场对避雷针的作用力的方向为 ( ) 图3-23A正东B正南C正西D正北3.一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置，且两个圆线圈的圆心重合，当两线圈都通有如图3-23所示方向的电流时，则从左向右看，线圈L1将( ) A不动B顺时针转动C逆时针转动 D向纸外平动图3-244.质量为m的通电细杆ab置于倾角为的导轨上，导轨的宽度为d，杆ab与导轨间的摩擦因数为.有电流时，ab恰好在导轨上静止，如图3-24所示.图(b)中的四个侧视图中，标出了四种可能的匀强磁场方向，其中杆ab与导轨之间的摩擦力可能为零的图是( ). 图3-255.电流表中通以相同的电流时，指针偏转的角度越大，表示电流表的灵敏度越高.下列关于电流表灵敏度的说法中正确的是( ). A增加电流计中的线圈匝数，可以提高电流表的灵敏度B增强电流计中永久磁铁的磁性，可以提高电流表的灵敏度C电流计中通的电流越大，电流表的灵敏度越高D电流计中通的电流越小，电流表的灵敏度越高图3-266.一条形磁铁静止在斜面上，固定在磁铁中心的竖直上方的水平导线中通有垂直纸面向里的恒定电流，如图3-25所示.若将磁铁的N极位置与S极位置对调后，仍放在斜面上原来的位置，则磁铁对斜面的压力F和摩擦力f的变化情况分别是( ). AF增大，f减小 BF减小，f增大CF与f都增大 DF与f都减小7.如图3-26所示，一细导体杆弯成四个拐角均为直角的平面折线，其ab、cd段长度均为l1，bc段长度为l2.弯杆位于竖直平面内，Oa、dO段由轴承支撑沿水平放置.整个弯杆置于匀强磁场中，磁场方向竖直向上，磁感应强度为B.今在导体杆中沿abcd通以大小为I的电流，此时导体杆受到的安培力对OO轴的力矩大小等于_.B图3-278如图3-27所示，在同一水平面内的两导轨相互平行，相距为2m，并处在竖直向上的匀强磁场中，一根质量为3.6kg的金属棒放在导轨上，当金属棒中的电流为5A时，金属棒作匀速运动；当金属棒中的电流增加到8A时，金属棒获得2m/s2的加速度，求磁场的磁感应强度为多大？LS图3-28 abLIBSN图3-299一根丝导线弯成如图3-28所示的形状，它的质量为m，上面水平，长为L处在磁感应强度为B的匀强磁场中，导线的两端分别插在两个浅水银槽中（刚刚接触水银面），且两槽水银与一带开关S的电源相连，在S接通瞬间，导线会从水银槽里跳出来，设跳起的高度为h，求通过导线的电量。（设通电过程中导线受到的安培力远大于重力）10在原子反应堆中抽动液体时，由于不允许传动的机械部分与这些液体相接触，常使用一种电磁泵，如图3-29所示是这种电磁泵的结构，将导管放在磁场中，当电流穿过这种液体时，这种液体就被驱动。（1）试论述这种电磁泵的工作原理。（2）若导体的横截面积为ab，磁场的宽度为L，磁感应强度为B，液体穿过磁场区域的电流强度为I，求驱动力造成的压强差。图3-301.如图3-30所示，柔软的导线长0.628m，弯曲地放在光滑水平面上，两端点固定在相距很近的a、b两点，匀强磁场的方向竖直向下，磁感应强度B=2T，当导线中通以图示方向的电流I=5A时，导线中的张力为_N. 图3-312.如图3-31所示，质量为60g的铜棒长为a=20cm，棒的两端与长为L=30cm的细软铜线相连，吊在磁感应强度B=0.5T、方向竖直向上的匀强磁场中.当棒中通过恒定电流I后，铜棒向上摆动，最大偏角=60，g取10ms2，求:abBRE图3-32(1)铜棒中电流I的大小.(2)铜棒在摆动过程中的最大速率(结果保留一位有效数字). 3如图3-32所示，导体棒ab的质量为m、电阻不计，放置在与水平面夹角为的倾斜金属导轨上，导轨间距为d，电阻不计，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度为B，电源的电动势为E，内阻不计。设导体棒与导轨的动摩擦因数为，且不通电时导体棒不能静止于导轨上，要使导体棒静止在导轨上，变阻器阻值范围应为多大？（设：导体棒受到的滑动摩擦力与最大静摩擦力相等）高考链接1.如图3-33所示，一金属直杆MN两端接有导线，悬挂于线圈上方，MN与线圈轴线均处于同一竖直平面内，为使MN垂直纸面向外运动，可以( ). 图3-33A将a、c端接在电源正极，b、d端接在电源负檄B将b、d端接在电源正极，a、c端接在电源负极C将a、d端接在电源正极，b、c端接在电源负极D将a、c端接在交流电源的一端,b、d接在交流电源的另一端图3-342.如图3-34所示，两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同、方向相反的电流，a受到的磁场力大小为F1，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到的磁场力大小变为F2，则此时b受到的磁场力大小变为( ). A.F2B.F1-F2C.F1F2D.2F1-F2图3-353.如图3-35所示，金属棒ab的质量m=5g，放置在宽L=1m、光滑的金属导轨的边缘处，两金属导轨处于水平平面内，该处有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T.电容器的电容C=200F，电源电动势E=16V，导轨平面距地面高度h=0.8m，g取10ms2.在电键S与1接通并稳定后，再使它与2接通，则金属棒ab被抛到s=0.064m的地面上，试求此时电容器两端的电压. 磁场对通电导线的作用力1.B 2.AC 3.C 4.AB 5. C 6.D 7.0.8N 8.10-6Nm 3002. A 2.A 3. B 4. AB 5. AB 6. C 7.Bil1l2 8.1.2T 9 FBt1=mv-0 101）当电流流过液体时，磁场对电流有安培力作用，这个安培力就是液体的驱动力，使液体由外向内运动。2）驱动力即安培力F=BIb 截面积S=ab 驱动力造成的压强差P=提速训练: 1. 1 2 (1)(2)1m/s3当杆有向上运动趋势时，杆所受静摩擦力方向沿斜面向下（如图9-16乙）。 棒静止的临界条件是静摩擦力最大。FBcos=(mgcos+FBsin)+mgsin FB= R1=同理：当杆有向下运动趋势时，杆所受静摩擦力方向沿斜面向上（如图9-16丙）。FBcos+(mgcos+FBsin)=mgsin FB= R2= R1RR2。高考链接: 1. ABD 2. A 38V