2019年高中物理 5.4探究安培力课时作业 沪科版选修3-1.doc

2019年高中物理 5.4探究安培力课时作业 沪科版选修3-11在赤道上空，有一条沿东西方向水平架设的导线，当导线中的自由电子自西向东沿导线做定向移动时，导线受到地磁场的作用力的方向为()A向北B向南C向上D向下【解析】导线中的自由电子自西向东沿导线定向移动时，形成的电流自东向西赤道上空地磁场方向由南水平指向北，由左手定则可判断导线受到的安培力方向向下答案为D.【答案】D2下列说法正确的是()A放在匀强磁场中的通电导线一定受到恒定的磁场力作用B沿磁感线方向，磁场逐渐减弱C磁场的方向就是通电导线所受磁场力的方向D安培力的方向一定垂直磁感应强度和直导线所决定的平面【解析】由FBILsin 知，当0时，F0，故A错F方向一定与B和I所决定的平面垂直，所以D正确【答案】D3如图549所示，一长直导线穿过载有恒定电流的金属圆环的中心且垂直于环所在的平面，导线和环中的电流方向如图所示，则圆环受到的磁场力为()图549A沿环半径向外 B沿环半径向里C水平向左 D等于零【解析】I2产生的磁场方向与I1的环绕方向平行，故圆环受到的磁场力为零，故D对【答案】D4(xx海南农垦中学检测)如图5410所示，向一根松弛的导体线圈中通以电流，线圈将会()图5410A纵向收缩，径向膨胀 B纵向伸长，径向膨胀C纵向伸长，径向收缩 D纵向收缩，径向收缩【解析】通电线圈每匝视为一小磁体，且排列方向一致，故纵向收缩，通电线圈又处在电流产生的磁场中，所以径向膨胀，故A对【答案】A5通电矩形线框abcd与长直通电导线MN在同一平面内，如图5411所示，ab边与MN平行关于MN的磁场对线框的作用力，下列说法正确的是()图5411A线框有两条边所受的安培力方向相同B线框有两条边所受的安培力大小相等C线框所受的安培力的合力方向向左D线框所受的安培力的合力方向向右【解析】由安培定则可知导线MN在线框外所产生的磁场方向垂直于纸面向外，再由左手定则判断出bc边和ad边所受安培力大小相等，方向相反ab边受到向右的安培力Fab，cd边受到向左的安培力Fcd.因ab所处的磁场强，cd所处的磁场弱，故FabFcd，线框所受合力方向向右【答案】BD图54126如图5412所示，一根有质量的金属棒MN，两端用细软导线连接后悬于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，可以()A适当减小磁感应强度B使磁场反向C适当增大电流D使电流反向【解析】首先对MN进行受力分析，受竖直向下的重力G，受两根软导线的竖直向上的拉力和安培力处于平衡时：2FBILmg，重力mg恒定不变，欲使拉力F减小到0，应增大安培力BIL，所以可增大磁场的磁感应强度B或增加通过金属棒中的电流I，或二者同时增大，C对【答案】C7如图5413所示，放在台秤上的条形磁铁两极未知，为了探明磁铁的极性，在它中央的正上方固定一导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则()图5413A如果台秤的示数增大，说明磁铁左端是北极B如果台秤的示数增大，说明磁铁右端是北极C无论如何台秤的示数都不可能变化D以上说法都不正确【解析】如果台秤的示数增大，说明导线对磁铁的作用力竖直向下，由牛顿第三定律知，磁铁对导线的作用力竖直向上，根据左手定则可判断，导线所在处磁场方向水平向右，由磁铁周围磁场分布规律可知，磁铁的左端为北极，A正确，B、C、D错误【答案】A8如图5414所示，通电细杆ab质量为m，置于倾角为的导轨上，导轨和杆间不光滑，有电流时，杆静止在导轨上，下图是四个俯视图，标出了四种匀强磁场的方向，其中摩擦力可能为零的是()图5414【解析】因为杆静止在导轨上，所受合力为零，如果杆和导轨无挤压或者相对于导轨无滑动的趋势，则摩擦力为零，由左手定则可知A中F水平向右，B中F竖直向上，C中F竖直向下，D中F水平向左，A、B满足题意【答案】AB图54159将长为1 m的导线ac从中点b折成如图5415所示的形状，放入B0.08 T的匀强磁场中，abc平面与磁场垂直若在导线abc中通入25 A的直流电，则整个导线所受安培力大小为_N.【解析】折线abc受力等效于a和c连线受力，由几何知识可知ac m，FBILsin 0.0825sin 90 N N.【答案】101982年澳大利亚国立大学制成了能把2.2 g的弹体(包括金属杆EF的质量)加速到10 km/s的电磁炮(常规炮弹的速度约为2 km/s)如图5416所示，若轨道宽为2 m，长为100 m，通过的电流为10 A，试问轨道间所加匀强磁场的磁感应强度和磁场的最大功率有多大(轨道摩擦不计)?图5416【解析】由运动学公式求出加速度a，由牛顿第二定律和安培力公式联立求出B.据2axvv得炮弹的加速度大小为a m/s25105 m/s2.据牛顿第二定律Fma得炮弹所受的安培力Fma2.21035105 N1.1103 N，而FBIL，所以B T55 T.据PFv得，PmaxFv1.110310103 W1.1107 W.【答案】55 T1.1107 W11质量为m的导体棒MN静止于宽度为L的水平轨道上，通过MN的电流为I，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与导轨平面成角斜向下，如图5417所示，求棒MN所受的支持力和摩擦力图5417【解析】导体棒静止时受力如图由平衡条件知NmgFcos ，fFsin .安培力FILB，所以支持力NILBcos mg；摩擦力fILBsin .【答案】ILBcos mgILBsin 12(xx福建师大附中高二期末)如图5418所示，挂在天平底部的矩形线圈abcd的一部分悬在匀强磁场中，当给矩形线圈通入如图所示的电流I时，调节两盘中的砝码，使天平平衡然后使电流I反向，这时要在天平的左盘上加质量为2102 kg的砝码，才能使天平重新平衡求磁场对bc边作用力的大小若已知矩形线圈共10匝，通入的电流I0.1 A，bc边长度为10 cm，求该磁场的磁感应强度(g取10 m/s2)图5418【解析】根据FBIL可知，电流反向前后，磁场对bc边的作用力大小相等，设为F，但由左手定则可知它们的方向是相反的电流反向前，磁场对bc边的作用力向上，电流反向后，磁场对bc边的作用力向下因而有2F210210 N0.2 N，所以F0.1 N，即磁场对bc边的作用力大小是0.1 N因为磁场对电流的作用力FNBIL，故B T1 T.【答案】0.1 N1 T