高中物理课时达标训练(选修3-1):第三章磁场 第4课时 通电导线在磁场中受到的力 .doc
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1、 1. 安培力的方向定义:通电导线在磁场中受到的力称为安培力。判断安培力方向的方法是左手定则。内容:伸开左手,让拇指与其余四指垂直,并且都与手掌在一个平面内,让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流的方向,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。决定安培力方向的因素:电流方向和磁感应强度方向。安培力的特点:FB,FL,即F垂直于B和I决定的平面。平行通电直导线间的作用力:电流方向相同,两导线相互吸引;电流方向相反,两导线相互排斥。2. 安培力的大小当通电导线垂直磁场方向放置时,所受安培力的大小为F= BIL。当磁感应强度B的方向与通电导线平行时,导线受力F=0。当磁感应强度B的方向
2、与通电导线的方向成角时,F=,为B与I之间的夹角。3. 磁电式电流表原理:通电线圈在磁场中受到安培力而偏转,线圈偏转的角度越大,被测电流就越大。根据线圈偏转方向可以知道被测电流方向。构造:磁铁、线圈、螺旋弹簧(又叫游丝)、指针、极靴、圆柱形铁芯等。特点:两极间的极靴和极靴中间的铁质圆柱,使极靴与圆柱间的磁场都沿半径方向,保持线圈转动时,安培力的大小不受磁场影响,电流所受安培力的方向总于线圈平面垂直。使线圈平面都与磁场方向平行,使表盘刻度均匀。优点:灵敏度高,可以测出微弱的电流;缺点:线圈导线很细,允许通过的电流很弱。关于通电直导线所受安培力F,磁感应强度B和电流I三者方向之间的关系,下列说法正
3、确的是( )AF、B、I的三者必定均相互垂直BF必定垂直于B、I,但B不一定垂直于ICB必定垂直于F、I,但F不一定垂直于IDI必定垂直于F、B,但F不一定垂直于BF垂直于B和I决定的平面,B与I可以成任意角度。答案:B解析:根据左手定则,可知:磁感线穿过掌心,安培力与磁感线垂直,且安培力与电流方向垂直,所以安培力垂直于感应线与电流构成的平面。但磁感线不一定垂直于电流,故只有B正确,ACD均错误。如图所示,直导线AB与圆线圈的平面垂直且隔有一小段距离,直导线固定,线圈可以自由运动,当它们同时通以如图箭头所示的电流时,从右向左看,线圈将( )A顺时针转动,同时靠近直导线ABB顺时针转动,同时远离
4、直导线ABC逆时针转动,同时靠近直导线ABD逆时针转动,同时远离直导线AB如图所示的均匀磁场中,已经标出了电流I和磁场B以及磁场对电流作用力F三者其方向,其中错误的是( )本题考查安培力,磁感应强度,电流三者的方向关系,注意安培定则的应用。答案:C解析:根据左手定则可知:ABD三图中电流、磁场、安培力方向均和左手定则中要求方向一致,故正确;C图中电流和磁场方向一致,不受安培力,故C错误。本题选错误的,故选C。关于磁电式电流表内的磁铁和铁芯之间的均匀辐向分布的磁场,下列说法中正确的是( )A该磁场的磁感应强度大小处处相等,方向不同B该磁场的磁感应强度的方向处处相等,大小不同C使线圈平面始终与磁感
5、线平行D线圈所处位置的磁感应强度大小都相等质量为m=0.02kg的通电细杆ab置于倾角为=37的平行放置的导轨上,导轨的宽度d=0.2m,杆ab与导轨间的动摩擦因数=0.4,磁感应强度B=2T的匀强磁场与导轨平面垂直且方向向下,如图所示现调节滑动变阻器的触头,试求出为使杆ab静止不动,通过ab杆的电流范围为多少?当电流较大时,导体有向上的运动趋势,所受静摩擦力向下,当静摩擦力达到最大时,安培力最大,电流最大。当电流最小时,有向上的最大静摩擦力,根据共点力平衡,结合安培力的大小公式,求出通过ab杆的电流范围。解析:当电流较大时,导体有向上的运动趋势,所受静摩擦力向下,当静摩擦力达到最大时,磁场力
6、为最大值F1,此时通过ab的电流最大为Imax;同理,当电流最小时,应该是导体受向上的最大静摩擦力,此时的安培力为F2,电流为Imin。正确地画出两种情况下的受力图如图所示,F2=BImind,解上述方程得:Imin=0.14A。则通过ab杆的电流范围为:0.14AI0.46A。1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,方向如图所示。过c点的导线所受安培力的方向( )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2一通电直导线用细线悬挂于匀强磁场中,磁场及电流方向如图。通电导线所受安培力的
7、方向是( )A水平向左 B水平向右C竖直向上 D竖直向下3如图所示的磁场中,有P、Q两点。下列说法正确的是( )AP点的磁感应强度小于Q点的磁感应强度BP、Q两点的磁感应强度大小与该点是否有通电导线无关C同一小段通电直导线在P、Q两点受到的安培力方向相同,都是PQD同一小段通电直导线在P点受到的安培力一定大于在Q点受到的安培力4在北半球地面上,有一条东西方向水平放置的长直导线,通有从东向西流动的电流,则此通电导线所受地磁场的作用力的方向应是( )A向上偏北B向下偏南C向南D向北5如图所示,条形磁铁放在水平桌面上,其中央正上方固定一根直导线,导线与磁铁垂直,并通以垂直纸面向外的电流( )A磁铁对
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