高中物理 第三章 磁场 第四节 安培力的应用练习 粤教版选修3-1

第三章 磁场第四节 安培力的应用A级抓基础1两条导线相互垂直，如图所示，但相隔一段小距离，其中一条AB是固定的，另一条CD能自由活动，当直流电流按图所示方向通入两条导线时，导线CD将(从纸外向纸内看)()A顺时针方向转动，同时靠近导线ABB逆时针方向转动，同时离开导线ABC顺时针方向转动，同时离开导线ABD逆时针方向转动，同时靠近导线AB解析：本题可用下面两种方法解答(1)电流元受力分析法：把直线电流CD等效为CO、DO两段电流元，AB电流的磁感线分布如图所示，用左手定则判定可知导线CD将逆时针转动(2)特殊值分析法：将导线CD转过90的特殊位置，两直线电流相互平行，方向相同相互吸引，可见CD将靠近AB，所以导线CD逆时针方向转动，同时要靠近导线AB.因此正确答案是D.答案：D2在如图所示的电路中，电池均相同，当电键S分别置于a、b两处时，导线MM与NN之间的安培力的大小分别为Fa、Fb，可判断这两段导线()A相互吸引，FaFbB相互排斥，FaFbC相互吸引，FaFb D相互排斥，FaFb解析：无论电键置于a还是置于b，两导线中通过的都是反向电流，相互间作用力为斥力，A、C错误电键置于位置b时电路中电流较大，导线间相互作用力也较大，故B错误，D正确答案：D3如图所示，在绝缘的水平面上等间距固定着三根相互平行的通电直导线a、b和c，各导线中的电流大小相同，其中a、c导线中的电流方向垂直纸面向外，b导线电流方向垂直纸面向内每根导线都受到另外两根导线对它的安培力作用，则关于每根导线所受安培力的合力，以下说法中正确的是()A导线a所受合力方向水平向右B导线c所受合力方向水平向右C导线c所受合力方向水平向左D导线b所受合力方向水平向左解析：首先用安培定则判定导线所在处的磁场方向，要注意是合磁场的方向，然后用左手定则判定导线的受力方向可以确定B是正确的答案：B4如图所示的弹性线圈AB，当给它通电时下面判断正确的是()A当电流从A向B通过时线圈长度增加，当电流反向时线圈长度减小B当电流从B向A通过时线圈长度增加，当电流反向时线圈长度减小C不管电流方向如何，线圈长度都不变D不管电流方向如何，线圈长度都减小解析：把环形电流看成无数小段的直线电流组成，当电流从A向B通过线圈时各线环的电流方向如图所示，各电流平行且同向，相互吸引，线圈长度变短，当电流从B向A通过线圈时各线环的电流方向与所示方向相反，但各电流仍平行且同向，相互吸引，线圈长度仍变短，故D正确答案：D5如图所示，在倾角为37的光滑斜面上有一根长为0.4 m，质量为6102 kg的通电直导线，电流强度I1 A，方向垂直于纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动，整个装置放在磁感应强度从零开始每秒增加0.4 T，方向竖直向上的磁场中设t0时，B0，则需要多长时间，斜面对导线的支持力为零(g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)?解析：斜面对导线的支持力为零时导线的受力如右图所示由平衡条件得：FTcos 37F，FTsin 37mg，由解得：F，代入数值得：F0.8 N，由FBIL得：B T2 T.B与t的变化关系为B0.4t T，所以t5 s.答案：5 sB级提能力6如图所示，一根通电的直导体棒放在倾斜的粗糙导轨上，且有图示方向的匀强磁场，处于静止状态，若增大电流强度，导体棒仍静止，则在电流增大到刚要运动的过程中，导体棒受到摩擦力的大小变化情况可能是()A一直减小B先减小后增大C先增大后减小 D始终不变解析：由左手定则可判定安培力方向沿斜面向上，若开始时摩擦力方向沿斜面向下，则有F安mgsin f，而F安BIL，则fmgsin F安，I增大，f减小；当f减小到0后，F安mgsin ，f反方向，I增大，f增大答案：B7(多选)一条形磁铁放在水平桌面上，它的上方靠S极一侧吊挂一根与它垂直的导电棒，右图中只画出此棒的截面图，并标出此棒中的电流是流向纸内的，在通电的一瞬间可能产生的情况是()A磁铁对桌面的压力减小B磁铁对桌面的压力增大C磁铁受到向右的摩擦力D磁铁受到向左的摩擦力解析：如图所示导体棒通电后，由左手定则，导体棒受到斜向左下方的安培力，由牛顿第三定律可得，磁铁受到导体棒的作用力应斜向右上方，所以在通电的一瞬时，磁铁对桌面的压力减小，磁铁受到向左的摩擦力，因此A、D正确答案：AD8(多选)如图所示，一金属直杆MN两端接有导线，悬挂于线圈上方，MN与线圈轴线均处于竖直平面内，为使MN垂直于纸面向外运动，则()A将a、c端接在电源正极，b、d端接在电源负极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b、c端接在电源正极，a、d端接在电源负极答案：AB9如图所示，在倾角为30的斜面上，固定一宽L0.25 m的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和变阻器，电源电动势E12 V，内阻r1.0 .一质量m20 g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好整个装置处于磁感强度B0.80 T、垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计)金属导轨是光滑的，取g10 m/s2，要保持金属棒在导轨上静止，求：(1)金属棒所受到的安培力；(2)通过金属棒的电流；(3)滑动变阻器R接入电路中的阻值解析：(1)F安mgsin 30，F安0.1 N.(2)F安BIL，解得：I 0.5 A.(3)设变阻器接入电路的阻值为R，根据闭合电路欧姆定律EI(Rr)解得：Rr23 .答案：(1)0.1 N(2)0.5 A(3)23 10如图，水平放置的光滑的金属导轨M、N，平行地置于匀强磁场中，间距为d，磁场的磁感应强度大小为B，方向与导轨平面夹角为 ，金属棒ab的质量为m，放在导轨上且与导轨垂直电源电动势为E，定值电阻为R，其余部分电阻不计则当电键闭合的瞬间，棒ab的加速度为多大？解析：画出导体棒ab受力的截面图，如图所示导体棒ab所受安培力：FBIL，由牛顿第二定律得：Fsin ma，导体棒ab中的电流：I，得a.答案：