高考物理 课时跟踪训练 第1部分 第三章 第2节 磁场对通电导线的作用 安培力（含解析） 新人教版选修3-1

[课时跟踪训练](满分60分时间30分钟)一、选择题(每小题至少有一个选项正确，选对得5分，选不全得3分，错选不得分，共40分)1．如图1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F＝0，可能达到要求的方法是()图1A．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解析：根据题意可知：欲使F＝0，则需使磁场力竖直向上，大小等于导线重力，由左手定则可知，磁场方向需垂直纸面向里，故选C。答案：C2．如图2所示，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 图2C．竖直向下 D．竖直向上解析：先用安培定则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；再用左手定则判断出导线A受到的安培力竖直向上。故选D。答案：D3．如图3所示，A为一水平旋转的橡胶圆盘，带有大量均匀分布的负电荷，在圆盘正上方水平放置一通电直导线，电流方向如图所示。当圆盘高速绕中心轴OO′转动时，通电直导线所受安培力的方向是()A．竖直向上 B．竖直向下 图3C．水平向里 D．水平向外解析：由电流产生磁场可知橡胶圆盘上高速转动的负电荷产生的磁场在圆盘上方是垂直圆盘向上的，再由左手定则判断通电导线所受安培力方向水平向里，C正确。答案：C4．已知质量为m的通电细杆ab与导轨间的动摩擦因数为μ，有电流时，ab恰好在导轨上静止，如图4所示，图5是它的四个侧视图，在四种可能的匀强磁场方向中，能使杆ab与导轨之间摩擦力为零的图是() 图4图5解析：用左手定则判断各图中通电细杆的安培力方向，再判断通电细杆所受的摩擦力是否为零。答案：AB5．一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，当两线圈通以如图6所示的电流时，从左向右看，则线圈L1将() A．不动 B．顺时针转动 图6C．逆时针转动 D．向纸面内平动解析：法一：利用结论法环形电流I1、I2之间不平行，则必有相对转动，直到两环形电流同向平行为止，据此可得L1的转动方向应是：从左向右看线圈L1顺时针转动。法二：等效法把线圈L1等效为小磁针，该小磁针刚好处于环形电流I2的中心，通电后，小磁针的N极应指向该点环形电流I2的磁场方向，由安培定则知L2产生的磁场方向在其中心竖直向上，而L1等效成小磁针后转动前N极指向纸内，因此应由向纸内转为向上，所以从左向右看，线圈L1顺时针转动。答案：B6．如图7所示电路中，电池均相同，当电键S分别置于eq\a\vs4\al(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()图7A．相互吸引，Fa＞Fb B．相互排斥，Fa＞FbC．相互吸引，Fa＜Fb D．相互排斥，Fa＜Fb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D正确。答案：D7．螺线管正中间的上方悬挂一个通有顺时针方向电流的小线圈，线圈的平面与螺线管的轴线在同一竖直面内，如图8所示。当开关S合上时(一小段时间内)，从上方俯视，线圈应该()A．顺时针方向转动，同时向左移动B．逆时针方向转动，同时向右移动 图8C．顺时针方向转动，同时悬线的拉力减小D．逆时针方向转动，同时悬线的拉力增大解析：闭合S后，螺线管左端为S极，右端为N极，由左手定则知圆环右边受垂直于纸面向里的安培力，左边受垂直于纸面向外的安培力，所以从上向下看线圈逆时针方向转动，当转动到线圈与纸面垂直时，线圈等效为左端为N极、右端为S极的磁针，由磁极间的作用力可知悬线拉力增大。答案：D8．(2012·自贡高二检测)如图9所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直于纸面向里的电流，用N表示磁铁对桌面的压力，用f表示桌面对磁铁的摩擦力，导线中通电后与通电前相比较() 图9A．N减小，f＝0 B．N减小，f≠0C．N增大，f＝0 D．N增大，f≠0解析：如图所示，画出一条通过电流I处的磁感线，电流I处的磁场方向水平向左，由左手定则知电流I受安培力方向竖直向上。根据牛顿第三定律知，电流对磁铁的作用力方向竖直向下，所以磁铁对桌面压力增大。由于磁铁没有相对于桌面的运动趋势，故桌面对磁铁无摩擦力作用。故C正确。答案：C二、非选择题(每小题10分，共20分)9．质量为m、长度为L的导体棒MN静止于水平导轨上，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θ角斜向下，如图10所示，求棒MN所受的支持力大小和摩擦力大小。图10解析：画出平面图，由左手定则判断出安培力方向，对MN受力分析如图所示，由平衡条件得：水平方向：f＝Fsinθ竖直方向：N＝Fcosθ＋mg安培力F＝BIL，所以MN所受的支持力N＝BILcosθ＋mg，所受摩擦力f＝BILsinθ。答案：BILcosθ＋mgBILsinθ10．如图11所示，PQ和MN为水平、平行放置的金属导轨，相距1m，导体棒ab跨放在导轨上，导体棒的质量m＝0.2kg，导体棒的中点用细绳经滑轮与物体相连，物体质量M＝0.3kg，导体棒与导轨间的动摩擦因数μ＝0.5。匀强磁场的磁感应强度B＝2T，方向竖直向下，为了使物体匀速上升，应