【创新设计】（浙江专用）2014-2015学年高中物理 3-4 通电导线在磁场中受到的力题组训练 新人教版选修3-1.doc

第4讲通电导线在磁场中受到的力(时间：60分钟)题组一安培力的方向1下面的四个图显示了磁场对通电直导线的作用力，其中正确的是()答案C2一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示中正确的是()答案D解析A图中I与B平行应不受安培力，故A错误，由左手定则知B、C错误，D正确3如图3411所示，电磁炮是由电源、金属轨道、炮弹和电磁铁组成当电源接通后，磁场对流过炮弹的电流产生力的作用，使炮弹获得极大的发射速度下列各俯视图中正确表示磁场B方向的是()图3411答案B解析由左手定则可知，图A示磁感应强度方向使炮弹受到的安培力向后，图B示磁感应强度方向使炮弹受到的安培力向前，图C示磁感应强度方向使炮弹受到的安培力竖直向下，图D示磁感应强度方向使炮弹受的安培力竖直向下，只有 B符合实际4(多选)通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，电流方向如图3412所示，ab边与MN平行关于MN的磁场对线框的作用，下列叙述正确的是()图3412A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同C线框所受安培力的合力向左D线框将绕MN转动答案BC解析通电矩形线框abcd在无限长直通电导线形成的磁场中，受到磁场力的作用，对于ad边和bc边，所在的磁场相同，但电流方向相反，所以ad边、bc边受磁场力(安培力)大小相同，方向相反，即ad边和bc边受合力为零而对于ab和cd两条边，由于在磁场中，离长直导线的位置不同，ab边近而且由左手定则判断受力向左，cd边远而且由左手定则判断受力向右，所以ab边、cd边受合力方向向左，故B、C选项正确5如图3413所示，三根通电长直导线P、Q、R互相平行且通过正三角形的三个顶点，三条导线中通入的电流大小相等，方向垂直纸面向里；通过直导线产生磁场的磁感应强度BkI/r，I为通电导线的电流大小，r为距通电导线的垂直距离，k为常量；则通电导线R受到的磁场力的方向是()图3413A垂直R，指向y轴负方向B垂直R，指向y轴正方向C垂直R，指向x轴正方向D垂直R，指向x轴负方向答案A6(多选)(2014·扬州中学模拟)图3414中装置可演示磁场对通电导线的作用、电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨，L是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆当电磁铁线圈两端a、b，导轨两端e、f，分别接到两个不同的直流电源上时，L便在导轨上滑动下列说法正确的是()图3414A若a接正极，b接负极，e接正极，f接负极，则L向右滑动B若a接正极，b接负极，e接负极，f接正极，则L向右滑动C若a接负极，b接正极，e接正极，f接负极，则L向左滑动D若a接负极，b接正极，e接负极，f接正极，则L向左滑动答案BD解析若a接正极，b接负极，则根据安培定则可知线圈之间产生向上的磁场，e接正极，f接负极，L中将通有向外的电流，根据左手定则可知L向左运动，A错；若a接正极，b接负极，则根据安培定则可知线圈之间产生向上的磁场，e接负极，f接正极，L中将通有向里的电流，根据左手定则可知L向右运动，B正确；若a接负极，b接正极，则根据安培定则可知线圈之间产生向下的磁场，e接正极，f接负极，L中将通有向外的电流，根据左手定则可知L向右运动，C错；若a接负极，b接正极，则根据安培定则可知线圈之间产生向下的磁场，e接负极，f接正极，L中将通有向里的电流，根据左手定则可知L向左运动，D正确题组二安培力的大小7如图3415所示，四边形的通电闭合线框abcd处在垂直线框平面的匀强磁场中，它受到磁场力的合力()图3415A竖直向上 B方向垂直于ad斜向上C方向垂直于bc斜向上 D为零答案D8如图3416所示，导线框中电流为I，导线框垂直于磁场放置，磁感应强度为B，AB与CD相距为d，则MN所受安培力大小()图3416AFBId BFBIdsin CF DFBIdcos 答案C解析题中磁场和电流垂直，角仅是导线框与金属杆MN间夹角，不是电流与磁场的夹角题组三安培力作用下的导体棒的平衡9如图3417所示，长L、质量为m的金属杆ab，被两根竖直的金属丝静止吊起，金属杆ab处在方向垂直纸面向里的匀强磁场中当金属杆中通有方向ab的电流I时，每根金属丝的拉力大小为T.当金属杆通有方向ba的电流I时，每根金属丝的拉力大小为2T.则磁场的磁感应强度B的大小为_图3417答案 解析导体ab受重力、磁场力、弹簧的拉力而平衡当ab中的电流方向由a到b时，磁场力向上2TBILmg当ab中的电流由b到a时，磁场力向下4TBILmg解方程组得B10两个倾角均为的光滑斜面上，各放有一根相同的金属棒，分别通有电流I1和I2 ，磁场的磁感应强度大小相同，方向如图3418中所示，两金属棒均处于静止状态，两种情况下电流之比I1I2_.图3418答案1cos 11如图3419所示，一根长L0.2 m的金属棒放在倾角37°的光滑斜面上，并通过I5 A的电流，方向如图所示，整个装置放在磁感应强度B0.6 T 竖直向上的匀强磁场中，金属棒恰能静止在斜面上，则该棒的重力为多少？(sin 37°0.6)图3419答案0.8 N解析 从侧面对棒受力分析如图，安培力的方向由左手定则判出为水平向右，FILB5×0.2×0.6 N0.6 N.由平衡条件得重力mg0.8 N.12质量为m的导体棒MN静止于宽度为L的水平导轨上，通过MN的电流为I，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与导轨平面成角斜向下，如图3420所示，求MN所受的支持力和摩擦力的大小图3420答案ILBcos mgILBsin 解析导体棒MN处于平衡状态，注意题中磁场方向与MN是垂直的，作出其侧视图，对MN进行受力分析，如图所示由平衡条件有：FfFsin ，FNFcos mg，其中FILB解得：FNILBcos mg，FfILBsin .6