【骄子之路】高中物理 第3章 第4节 通电导线在磁场中受到的力课后强化演练（含解析）新人教版选修3-1

PAGEPAGE4第三章第4节通电导线在磁场中受到的力课后强化演练一、选择题1．(2023·江苏盐城中学期中)在赤道上，地磁场可以看作是沿南北方向并且与地面平行的匀强磁场，磁感应强度是5×10－5T．如果赤道上有一条沿东西方向的直导线，长40m，载有20A的电流，地磁场对这根导线的作用力大小是()A．4×10－2N B．2.5×10－2NC．9×10－2N D．4×10－3N解析：根据安培力公式得F＝BIL，代入数据解得F＝4×10－2N，A选项正确．答案：A2．一根容易形变的弹性导线，两端固定．导线中通有电流，方向如图中箭头所示．当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图中正确的选项是()解析：A图中导线中电流方向与磁场方向平行，不受力，故它不会弯曲，A错．B图中导线受到垂直纸面向里的安培力，它不会向右弯曲，B错．C、D中导线受到水平向右的安培力，导线不会向左弯曲，C错，D对．答案：D3．(2023·汕头模拟)如图，是磁电式电流表的构造，蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐向分布，线圈中a、b两条导线长均为l，通以图示方向的电流I，两条导线所在处的磁感应强度大小均为B．那么()A．该磁场是匀强磁场 B．线圈平面总与磁场方向垂直C．线圈将逆时针方向转动 D．a、b导线受到的安培力大小总为IlB解析：该磁场是辐向均匀分布的，不是匀强磁场，A选项错误；线圈平面总与磁场方向平行，B选项错误；根据左手定那么可知，线圈a导线受到向上的安培力，b导线受到向下的安培力，线圈顺时针方向转动，C选项错误；a、b导线始终与磁场垂直，受到安培力大小总为BIl，D选项正确．答案：D4．如下图，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A，A与螺线管垂直，A导线中的电流方向垂直纸面向里，开关S闭合，A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是()A．水平向左 B．水平向右C．竖直向下 D．竖直向上解析：先用安培定那么判断螺线管的磁场方向，在A点导线处的磁场方向是水平向左的；再用左手定那么判断出导线A受到的安培力竖直向上．应选D．答案：D5．(2023·龙岩市武平一中模拟)根据磁场对电流会产生作用力的原理，人们研制出一种新型的发射炮弹的装置——电磁炮，其原理如下图：把待发炮弹(导体)放置在强磁场中的两平行导轨上，给导轨通以大电流，使炮弹作为一个通电导体在磁场作用下沿导轨加速运动，并以某一速度发射出去．现要提高电磁炮的发射速度，你认为以下方案在理论上可行的是()A．增大磁感应强度B的值B．增大电流I的值C．减小磁感应强度B的值D．改变磁感应强度B的方向，使之与炮弹前进方向平行解析：要提高电磁炮的发射速度，在加速距离不变的情况下，需要增大安培力，根据安培力公式F＝BIL，可以增加磁感应强度B、增加电流I，故A、B选项正确，C选项错误；磁感应强度B的方向与炮弹前进方向平行时，安培力减小为零，D选项错误．答案：AB6．(2023·湖北模拟)如下图，两平行导轨ab、cd竖直放置在匀强磁场中，匀强磁场方向竖直向上，将一根金属棒PQ放在导轨上使其水平且始终与导轨保持良好接触．现在金属棒PQ中通以变化的电流I，同时释放金属棒PQ使其运动．已知电流I随时间变化的关系为I＝kt(k为常数，k＞0)，金属棒与导轨间存在摩擦．那么下面关于棒的速度v、加速度a随时间变化的关系图象中，可能正确的有()解析：水平方向金属棒受到安培力和导轨对棒的弹力，FN＝BIL＝kBLt，竖直方向上金属棒受到重力和摩擦力作用，mg－FN·μ＝ma，联立解得，mg－kBLt·μ＝ma，加速度随时间减小，呈线性变化，当加速度等于零以后，方向反向，kBLt·μ－mg＝ma，加速度随时间增大，A选项正确，B选项错误；金属棒先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动，C选项错误，D选项正确．答案：AD二、非选择题7．如下图，一根长度为L、质量为m的导线AB，用软导线悬挂在方向水平的磁感应强度为B的匀强磁场中，现要使悬线张力为零，那么AB导线通电方向怎样？电流大小是多少？解析：要使悬线张力为零，AB导线受到的磁场力必须是向上，由左手定那么可判断出电流方向是由A到B，设悬线张力刚好为零，由二力平衡得ILB＝mg，所以I＝mg/LB．答案：电流方向是由A到BI＝mg/LB8．如下图，MN、PQ为水平放置的金属导轨，直导线ab与导轨垂直放置，导轨间距L＝10cm，其电阻为0.4Ω，导轨所在区域处在匀强磁场中，磁场方向竖直向下，磁感应强度B＝0.2T．电池电动势E＝1.5V，内电阻r＝0.18Ω，电阻R＝1.6Ω，开关S接通后直导线ab仍静止不动．求直导线ab所受的摩擦力的大小和方向．解析：导线处于平衡状态，受力分析如下图．当开关闭合时，电阻R与导线ab并联．R并＝eq\f(R·Rab,R＋Rab)＝eq\f(1.6×0.4,1.6＋0.4)Ω＝0.32Ωab两端的电压为U＝IR并＝eq\f(E,R并＋r)R并＝eq\f(1.5,0.32＋0.18)×0.32V＝0.96V通过ab的电流为Iab＝U/