高中物理 第4节 磁场对通电导线的作力课时训练 新人教版选修31(1).doc

第4节 磁场对通电导线的作用力课时训练1.关于磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间的关系，正确的说法是()a磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间总是互相垂直的b磁场方向一定与安培力方向垂直，但电流方向不一定与安培力方向垂直c磁场方向不一定与安培力方向垂直，但电流方向一定与安培力方向垂直d磁场方向不一定与电流方向垂直，但安培力方向一定既与磁场方向垂直，又与电流方向垂直2(2009汕头模拟)如图所示，用两根相同的细绳水平悬挂一段均匀载流直导线mn，电流i方向从m到n，绳子的拉力均为f.为使f0，可能达到要求的方法是()a加水平向右的磁场b加水平向左的磁场c加垂直纸面向里的磁场d加垂直纸面向外的磁场3一段通电导线平行于磁场方向放入匀强磁场中，导线上的电流方向由左向右，如图所示在导线以其中心点为轴转动90的过程中，导线受到的安培力()a大小不变，方向不变b由零增大到最大，方向时刻变c由最大减小到零，方向不变d由零增大到最大，方向不变4已知质量为m的通电细杆ab与导轨间的摩擦系数为，有电流时，ab恰好在导轨上静止，如图所示，下图是它的四个侧视图四种可能的匀强磁场方向，其中能使杆ab与导轨之间摩擦力为零的图是 ()5如图所示，接通开关时，观察到金属棒动起来这说明_，断开开关后，将滑动变阻器的滑动片向左滑动一段距离后，再接通开关时你观察到_；这种现象说明_6如图所示，两平行光滑导轨相距为20cm，金属棒mn的质量为10g，电阻r8，匀强磁场的磁感应强度b0.8t，方向竖直向下，电源电动势e10v，内阻r1，当电键k闭合时，mn恰好平衡，求变阻器r1的取值为多少？设45.7地球是个大磁体，在赤道上，地磁场可以看成是沿南北方向的匀强磁场如果赤道某处的磁感应强度大小为0.5104t，在赤道上有一根东西方向的直导线，长为20m，载有从东往西的电流30a.则地磁场对这根导线的作用力有多大？方向如何？1.如图所示，在蹄形磁铁的上方，放置一个可以自由运动的通电线圈abcd，最初线圈平面与蹄形磁铁处于同一竖直面内则通电线圈的运动情况是()aab边转向纸外，cd边转向纸里，同时向下运动bab边转向纸外，cd边转向纸里，同时向上运动cab边转向纸里，cd边转向纸外，同时向下运动dab边转向纸里，cd边转向纸外，同时向上运动2在稀硫酸溶液中有一浮子，它的上部是一轻金属环，下部是分开的铜片和锌片一开始金属环如图示放置，松开浮子后，则()a浮子一直保持静止不动b浮子将不停地转动c浮子将转过90后再保持静止d浮子将转过180后再保持静止3(2009淮安高二检测)一条形磁铁放在水平桌面上，在它的上方靠s极一侧吊挂一根与它垂直的导体棒，图中只画出此棒的横截面图，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4(2009黄冈模拟)如图所示，两根无限长的平行导线a和b水平放置，两导线中通以方向相反、大小不等的恒定电流，且iaib.当加一个垂直于a、b所在平面的匀强磁场b时；导线a恰好不再受安培力的作用则与加磁场b以前相比较()#ab也恰好不再受安培力的作用bb受的安培力小于原来安培力的2倍，方向竖直向上cb受的安培力等于原来安培力的2倍，方向竖直向下db受的安培力小于原来安培力的大小，方向竖直向下5在倾角为30的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为l、质量为m的直导体棒，一匀强磁场垂直于斜面向下，如图所示，当导体棒内通有垂直纸面向里的电流i时，导体棒恰好静止在斜面上，则磁感应强度的大小为b_.6如图所示，一根长为l的细铝棒用两个劲度系数为k的弹簧水平地悬吊在匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里，当棒中通以向右的电流i时，弹簧缩短y；若通以向左的电流，也是大小等于i时，弹簧伸长y，则磁感应强度b为_7(思维拓展题)在生物学中，我们已经知道有生物电流存在，由于电和磁是紧密联系的，因此生物也应有磁性和磁场.1963年美国两位科学家第一次测出心脏有规律的磁场变化.1970年一位教授用超导量子干涉式磁强计描出了清晰的心磁图，它与心电图十分相似大家知道电流有磁效应，当生命物质发生离子的迁移或电荷的转移时，形成生物电流的同时，相伴产生了生物磁场假如肌体有如图所示的生物电流在流动，当外界磁体靠近这部分肌体时，此电流的流动范围将如何变化？8如图所示，在倾角为37的光滑斜面上有一根长为0.4m，质量为6102kg的通电直导线，电流i1a，方向垂直纸面向外，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每秒增加0.4t，方向竖直向上的磁场中，设t0，b0，则需要多长时间斜面对导线的支持力为零？(g取10m/s2)第4节 磁场对通电导线的作用力课时训练答案1.答案：d解析：电流放入磁场中，不管电流与磁场是否垂直，安培力均垂直磁场和电流所确定的平面，即安培力总是垂直磁场方向，安培力总是垂直电流方向2.答案：c解析：为使f0，则f安必竖直向上且f安mg，由左手定则可判定磁场一定是垂直纸面向里，故选项c正确3.答案：d解析：导线转动前，电流方向与磁场方向平行，导体不受安培力；当导体转过一个小角度后，电流与磁场不再平行，导体受到安培力的作用；当导体转过90时，电流与磁场垂直，此时导体所受安培力最大根据左手定则判断知，力的方向始终不变选项d正确4.答案：ab解析：用左手定则判断各图中导电细杆的受力方向，再判断通电细杆所受的合力5.答案：通电导线在磁场中受到力的作用；金属棒摆动的角度更大些；电流越强，导线受到的安培力越大6.答案：7解析：先根据左手定则判定安培力的方向，然后根据平衡条件列方程，再利用安培力公式以及闭合电路欧姆定律进行求解金属棒平衡时的平面受力图，如图2所示当mn平衡时，有mgsinbilcos0由全电路欧姆定律，得i由、式联立并代入数据，得r17.7.答案：3.0102n；方向垂直指向地面解析：地磁场的磁感应强度为0.5104t，方向由南向北；导线垂直于地磁场放置，长度为20m，载有电流30a，则其所受安培力fbil0.51043020n3.0102n根据左手定则可以判断导线所受安培力的方向垂直指向地面.1.答案：c解析：先画出蹄形磁铁磁极附近的磁感线，如图所示(这是先决条件)ab边处在水平方向的磁场分量，根据左手定则，ab边受的安培力指向纸里；cd边处也有水平方向的磁场分量，cd边受的安培力指向纸外bc边和da边的合力为零整个线圈发生ab向里、cd向外的转动当线圈由图示位置到转过90的过程中，根据左手定则，da边受到的安培力向下，bc边受到的安培力向上，由于da处磁场较强，所以da边受到向下的安培力大于bc边受到向上的安培力，合力向下综合以上分析，选项c正确2.答案：a解析：该装置为一化学电池，铜片为电池正极弯曲金属环中电流由铜片流向锌片图示位置电流环平面与地磁场方向垂直，受磁力矩为零所以浮子不会转动利用等效方法将环形电流看成小条形磁铁，其n极指向与地磁场此处磁感线方向相同，电流环不会转动在此位置处金属环属于稳定平衡态3.答案：ad解析：由左手定则可判知导体棒受到磁铁给它斜向左下方的安培力，根据牛顿第三定律得到磁铁受到斜向右上方的作用力，所以a、d选项正确4.答案：d解析：当a不受安培力时，ib产生的磁场与所加磁场在a处叠加后的磁感应强度为零，此时判断所加磁场垂直纸面向外，因iaib，所以在b处叠加后的磁场垂直纸面向里，b受安培力向下，且比原来小故选项d正确5.答案：解析：通电导体棒受三个力：重力、弹力和安培力其中安培力沿斜面向上，与导体棒重力沿斜面向下的分力平衡，故有：bilmgsin30，所以b6.答案：2ky/il解析：通以向右的电流时，铝棒受安培力向上；弹簧原拉伸形变的大小发生改变，变化量为y，由铝棒平衡可知：弹簧弹力大小的变化量等于安培力，即2kybil.同理，在通以向左的电流时，铝棒在原来没通电时受力平衡的基础上，弹力的改变量等于安