高三物理一轮复习第八章磁场23磁场磁场对电流的作用力课时达标.pdf

精品教案可编辑磁场磁场对电流的作用力1如图所示是磁场中某区域的磁感线，则()Aa、b两处的磁感应强度的大小不等，BaBbBa、b两处的磁感应强度的大小不等，BaBbC同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大D同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小解析：根据磁感线的疏密程度可以判断出a、b 两处的磁感应强度的大小不等，BaBb，即B项正确；同一通电导线放在a 处受力的情况大小不一定，因为放入时的位置(即放入时与磁感线的方向)不确定，则其受安培力的大小就不一定答案：B2已知地磁场的水平分量为B，利用这一值可以测定某一弱磁场的磁感应强度，如图所示为测定通电线圈中央一点的磁感应强度，实验方法：先将未通电线圈平面固定于南北方向竖直平面内，中央放一枚小磁针，N 极指向北方；给线圈通电，此时小磁针N极指北偏东角后静止，由此可以确定线圈中电流方向(由东向西看)与线圈中央的合磁感应强度分别为()A顺时针；Bcos B顺时针：Bsin 精品教案可编辑C逆时针：Bcos D逆时针Bsin 解析：通电线圈产生的磁场方向向东，由安培定则可知电流沿逆时针方向(由东向西看)；磁感应强度为矢量，根据其叠加原理可得 B Bcos(B 为合磁感应强度)，所以 BBcos.答案：C3(2014全国新课标卷)关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是()A安培力的方向可以不垂直于直导线B安培力的方向总是垂直于磁场的方向C安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关D将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半解析：安培力总是垂直于磁场与电流所决定的平面，因此，安培力总与磁场和电流垂直，A项错误，B项正确；安培力 FBIL sin，其中 是电流方向与磁场方向的夹角，C项错误；将直导线从中点折成直角，导线受到安培力的情况与直角导线在磁场中的放置情况有关，并不一定变为原来的一半，D项错误答案：B4已知通电长直导线周围某点的磁感应强度BkIr，即磁感精品教案可编辑应强度B与导线中的电流I成正比、与该点到导线的距离r成反比如图所示，两根平行长直导线相距为R，通以大小、方向均相同的电流规定磁场方向垂直纸面向里为正，在0R区间内磁感应强度B随r变化的图线可能是()解析：根据安培定则可知两根平行长直导线上的电流在两根导线间产生的磁感应强度的方向相反，又由BkIr可知，在其连线的中点即 rR2处，两根导线中的电流产生的合磁感应强度为零，选项A、B错误；在0R2范围内，左边导线中的电流产生的垂直纸面向里的磁场要强于右边导线中的电流产生的垂直纸面向外的磁场，则合场强的方向垂直纸面向里，为正值，同理靠近右边导线处，合磁场方向垂直纸面向外，为负值，选项C正确，选项D错误答案：C5(多选)(2015浙江卷)如图甲所示，两根光滑平行导轨水平放置，间距为L，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B.垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒从t0 时刻起，棒上有如图乙所示的持续交变电流I，周期为T，最大值为Im，图中I所示方向为电流正方向则金属棒()A一直向右移动精品教案可编辑B速度随时间周期性变化C受到的安培力随时间周期性变化D受到的安培力在一个周期内做正功解析：根据题意得出vt 图象如图所示，金属棒一直向右运动，A项正确；速度随时间做周期性变化，B项正确；据 F安BIL 及左手定则可判定，F安大小不变，方向做周期性变化，则C项正确；F安在前半周期做正功，后半周期做负功，则D项错答案：ABC6如图所示，用粗细均匀的电阻丝折成平面梯形框架，ab、cd边均与ad边成 60角，abbccdL，长度为L的电阻丝电阻为r，框架与一电动势为E，内阻为r的电源相连接，垂直于框架平面有磁感应强度为B的匀强磁场，则框架受到的安培力的合力大小为()A 0 B.5BEL11rC.10BEL11rD.BELr解析：总电阻R3r 2r3r 2rr115r，总电流 IER5E11r，梯形框架受到的安培力等效为I 通过 ad 边时受到的安培力，故 F BI ad BI 2L 10BEL11r，所以C选项正确精品教案可编辑答案：C7(多选)如图所示，质量为m、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于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()Az正向，mgILtan By正向，mgILCz负向，mgILtan D沿悬线向上，mgILsin 解析：受力平面图如图，对于A选项，安培力水平向内，三个合力不可能为零，A项错误；对于B选项，安培力竖直向上，当安培力BILmg 时，可以平衡，此时BmgIL，B项正确；对于C选项，安培力水平向外，三力平衡时安培力BIL mgtan，此时 BmgILtan，C项正确；对于D选项，安培力垂直于悬线的方向向内，三力不可能平衡，D项错误答案：BC8(2016汕头高三年级第二次模拟)图甲是磁电式电流表的结精品教案可编辑构示意图，蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的，线圈中a、b两条导线的长均为l，通有方向如图乙所示的电流I，两条导线所在处的磁感应强度大小均为B.则()A该磁场是匀强磁场B线圈平面总与磁场方向垂直C线圈将沿逆时针方向转动Da、b导线受到的安培力的大小总为IlB解析：该磁场是均匀辐向分布的，不是匀强磁场，选项A错误；线圈平面与磁场方向平行，选项B错误；在图示位置，a、b 导线受到的安培力方向分别为向上、向下，大小均为IlB，合力为 2BIl，线圈将沿顺时针方向转动，选项C错误，选项D正确答案：D9如图所示，水平放置的光滑的金属导轨MN，平行地置于匀强磁场中，间距为d，金属棒ab的质量为m，电阻为r，放在导轨上且与导轨垂直磁场的磁感应强度大小为B，方向与导轨平精品教案可编辑面成夹角且与金属棒ab垂直，定值电阻为R，导轨电阻不计 当电键闭合的瞬间，测得棒ab的加速度大小为a，则电源电动势为多大？析：画出导体棒ab 受力的截面图，如图所示导体棒 ab 所受安培力：FBIL，由牛顿第二定律得：Fsinma，导体棒 ab 中的电流：IERr，得 Ema（Rr）BLsin.答案：ma（Rr）BLsin10(2015全国新课标卷)如图，一长为 10 cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中；磁场的磁感应强度大小为0.1 T，方向垂直于纸面向里；弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘金属棒通过开关与一电动势为12 V 的电池相连，电路总电阻为2.已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5 cm；闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了 0.3 cm.重力加速度大小取10 m/s2.判断开关闭合后金属棒所受精品教案可编辑安培力的方向，并求出金属棒的质量解析：依题意，开关闭合后，电流方向从b 到 a，由左手定则可知，金属棒所受的安培力方向竖直向下开关断开时，两弹簧各自相对于其原长伸长为l10.5 cm.由胡克定律和力的平衡条件得2kl1 mg式中，m 为金属棒的质量，k 是弹簧的劲度系数，g 是重力加速度的大小开关闭合后，金属棒所受安培力的大小为F BIL 式中，L 是金属棒的长度，I 是回路电流两弹簧各自再伸长了l20.3 cm，由胡克定律和力的平衡条件得2k(l1l2)mg F由欧姆定律有E IR 式中，E 是电池的电动势，R 是电路总电阻联立式，并代入题给数据得m 0.01 kg答案：竖直向下0.01 kg