2013届高三物理总复习课时作业23 磁场及其对电流的作用力 新人教版

用心 爱心 专心1 课时作业课时作业 2323 磁场及其对电流的作用力磁场及其对电流的作用力 时间 45 分钟 满分 100 分 一 选择题 8 8 64 1 下列关于磁感应强度大小的说法 正确的是 A 通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大 B 通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大 C 放在匀强磁场中各处的通电导线 受力大小和方向处处相同 D 磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关 解析 磁场中某点磁感应强度的大小和方向由磁场本身决定 与通电导线的受力及方 向都无关 故选项 A 错误 选项 D 正确 通电导线在磁场中受力的大小不仅与磁感应强度有关 而且与通电导线的取向有关 故选项 B 错误 虽然匀强磁场中磁感应强度处处相等 但当导线在各个位置的方向不同时 磁场力是不相同的 导线与磁场垂直时受磁场力最大 与磁场平行时受磁场力为 0 而选 项 C 中没有说明导线在各个位置的取向是否相同 所以选项 C 错误 答案 D 2 19 世纪 20 年代 以塞贝克 数学家 为代表的科学家已认识到 温度差会引起电 流 安培考虑到地球自转造成了太阳照射后正面与背面的温度差 从而提出如下假设 地 球磁场是由地球的环形电流引起的 则该假设中的电流方向是 A 由西向东垂直磁子午线 B 由东向西垂直磁子午线 C 由南向北沿子午线 D 由赤道向两极沿子午线 注 磁子午线是地球磁场 N 极与 S 极在地球表面的连线 解析 地磁 N 极在地理南极附近 地磁 S 极在地理北极附近 地磁场磁感线在地球内 部由北极指向南极 则由安培定则环形电流方向判断 电流方向为由东向西垂直磁子午线 故选项 B 正确 答案 B 3 关于磁场和磁感线的描述 下列说法正确的是 A 磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向 它每一点的切线方向表示该点的磁场方 向 B 磁感线是从磁铁的 N 极指向 S 极 C 磁极间的相互作用是通过磁场产生的 D 磁感线就是磁场中碎铁屑排列成的曲线 解析 运动电荷周围存在磁场 一切磁现象都可以归结为运动电荷 即电流 之间通过 用心 爱心 专心2 磁场而发生的相互作用 磁感线是为了形象研究磁场而人为画出的曲线 使曲线上的每一 点的切线方向与该点的磁场方向相同 磁感线的疏密描述了该处磁场的强弱 磁感线是互 不相交的曲线 故选项 A C 正确 答案 AC 图 1 4 如图 1 所示 若一束电子沿y轴正方向移动 则在z轴上某点A的磁场方向应该 A 沿x轴的正向 B 沿x轴的负向 C 沿z轴的正向 D 沿z轴的负向 解析 电子沿y轴正方向移动 相当于电流方向沿y轴负方向移动 根据安培定则可 判断在z轴上A点的磁场方向应该沿x轴的负方向 故选项 B 正确 答案 B 图 2 5 如图 2 所示 一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的上方 并与小磁针指向平行 能使小磁针的 N 极转向读者 那么这束带电粒子可能是 A 向右飞行的正离子束 B 向左飞行的正离子束 C 向右飞行的负离子束 D 向左飞行的负离子束 解析 小磁针的 N 极指向读者 说明小磁针所在处的磁场方向是指向读者的 由安培 定则可判断出带电粒子形成的电流方向向左 向左的电流可能是由向左飞行的正离子形成 的 也可能是由向右飞行的负离子形成的 故正确答案为选项 BC 答案 BC 6 如图 3 所示电路中 电池均相同 当电键 S 分别置于a b两处 2009 重庆高考 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 用心 爱心 专心3 图 3 A 相互吸引 fa fb B 相互排斥 fa fb C 相互吸引 fa fb D 相互排斥 fa fb 解析 本题考查电路结构分析 安培力的方向和大小的决定因素 意在考查考生识图 能力和对基本概念的掌握情况 不管电流方向如何 MM 和NN 两段导线中的电流方向总 是相反的 则两段导线始终产生排斥力 又安培力的大小和电流成正比 单刀双掷开关接 b时的电压高 则电流大 两段导线间产生的安培力也大 答案 D 7 在等边三角形的三个顶点a b c处 各有一条长直导线垂直穿过纸面 导线中通 有大小相等的恒定电流 方向如图 4 过c点的导线所受安培力的方向 图 4 A 与ab边平行 竖直向上 B 与ab边平行 竖直向下 C 与ab边垂直 指向左边 D 与ab边垂直 指向右边 解析 由右手可判断导线a b产生的磁场在导线c处的磁感应强度方向的合方向是竖 直向下 再由左手可判得导线c受的安培力方向为向左并与ab边垂直 所以 C 正确 A B D 错误 答案 C 图 5 8 如图 5 质量为m 长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于 2011 上海单科 O O 并处于匀强磁场中 当导线中通以沿x正方向的电流I 且导线保持静止时 悬 线与竖直方向夹角为 则磁感应强度方向和大小可能为 A z正向 tan B y正向 mg IL mg IL 用心 爱心 专心4 C z负向 tan D 沿悬线向上 sin mg IL mg IL 解析 若B沿z轴正方向 导线无法平衡 A 错误 若B沿y轴正方向 由左手定则 受力如图 mg BIl 所以 B 正确 若B沿z轴负方向 受力如图 Tsin BIl Tcos mg 所以B tan C 正确 若B沿悬线向上 受力如图 mg IL 导线无法平衡 D 错误 图 6 答案 BC 二 计算题 3 12 36 图 7 9 如图 7 所示 在倾角为 37 的光滑斜面上有一根长为 0 4 m 质量为 6 10 2 kg 的通电直导线 电流I 1 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每秒增加 0 4 T 方向竖直向上的磁场中 设t 0 时 B 0 则 需要多长时间 斜面对导线的支持力为零 g取 10 m s2 解析 图 8 斜面对导线的支持力为零时导线的受力如图 8 所示 由平衡条件 FTcos37 F FTsin37 mg 由 解得 F 代入数值得 F 0 8 N mg tan37 由F BIL得 B T 2 T F IL 0 8 1 0 4 B与t的变化关系为B 0 4t 所以t 5 s 用心 爱心 专心5 答案 5 s 图 9 10 半径为r 电流为I1的通电圆环圆心a处的磁感应强度为B 在圆环下方距圆心 a为L的地方水平放置一根电流为I2的无限长直导线MN时 圆环圆心a处的磁感应强度变 为零 设圆环平面与长直导线在同一竖直平面内 如图 9 所示 求 1 根据对称性 直导线电流I2在导线正下方L处的b点产生的磁感应强度大小是多 少 方向如何 2 如果把圆环平移到b点 使圆环的圆心与b点重合 则圆环电流与直线电流在b点 产生的合磁场的磁感应强度大小是多少 方向如何 解析 1 圆环电流在圆心a处产生的磁感应强度大小为B 方向垂直纸面向外 加上 直导线后 a处的磁感应强度为零 说明 直导线I2在a处产生的磁感应强度大小为B 方向垂直纸面向里 又因为a b两点到直导线的距离相等 因此 直导线I2在b点产生的磁感应强度大 小为B 方向垂直纸面向外 2 当把圆环平移到b点后 圆环在b点产生的磁感应强度为B 方向垂直纸面向外 和直导线I2在b点产生的磁感应强度合成后 可得 b点的磁感应强度大小为 2B 方向垂 直纸面向外 答案 1 B 垂直纸面向外 2 2B 垂直纸面向外 图 10 11 2012 济宁模拟 粗细均匀的直导线ab的两端悬挂在两根相同的弹簧下边 ab 恰好处在水平位置 如图 10 所示 已知ab的质量为m 10 g 长度L 60 cm 沿水平方 向与ab垂直的匀强磁场的磁感应强度B 0 4 T 1 要使两根弹簧能处在自然状态 既不被拉长 也不被压缩 ab中应沿什么方向 通过多大的电流 2 当导线中有方向从a到b 大小为 0 2 A 的电流通过时 两根弹簧均被拉长了 x 1 mm 求该弹簧的劲度系数 3 当导线中由b到a方向通过 0 2 A 的电流时两根弹簧被拉长多少 取g 9 6 用心 爱心 专心6 m s2 9 6 N kg 解析 1 只有当ab受到的磁场力方向竖直向上且大小等于ab的重力时 两根弹簧才 能处于自然状态 根据左手定则 ab中的电流应由a到b 电流的大小由mg BIL求得 I A 0 4 A mg BL 0 01 9 6 0 4 0 6 2 当导线中通过由a到b的电流时 受到竖直向上的磁场力作用 被拉长的两根弹簧 对ab有竖直向上的拉力 同时ab受竖直向下的重力 平衡时平衡方程为 BIL 2k x mg 可得弹簧的劲度系数 k N m mg BIL 2