2022年高中物理第章磁场磁场对通电导线的作用-安培力学业分层测评教科版选修- .pdf

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1、1 2 磁场对通电导线的作用- 安培力 ( 建议用时： 45 分钟) 学业达标 1关于垂直于磁场方向的通电直导线所受磁场作用力的方向，正确的说法是( ) A跟磁场方向垂直，跟电流方向平行B跟电流方向垂直，跟磁场方向平行C既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直D既不跟磁场方向垂直，也不跟电流方向垂直【解析】通电直导线所受磁场力的方向既跟磁场方向垂直又跟电流方向垂直，故只有C选项正确【答案】C 2在赤道上空，有一条沿东西方向水平架设的导线，当导线中的自由电子自西向东沿导线做定向移动时，导线受到地磁场的作用力的方向为( ) A向北B向南C向上D向下【解析】导线中的自由电子自西向东沿导线定向移动时，形成的

2、电流自东向西赤道上空地磁场方向由南水平指向北，由左手定则可判断导线受到的安培力方向向下答案为D. 【答案】D 3在如图所示的四个图中，标出了磁场B的方向、通电直导线中电流I的方向，以及通电直导线所受安培力F的方向，其中正确的是( ) 【解析】安培力的方向一定与直导线和磁场所决定的平面垂直，A、B 均错误，由左手定则可判断C错误， D正确【答案】D 4(20 16苏州高二检测) 如图 3-2-7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( ) 【导学号： 33

3、410118】名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 6 页 - - - - - - - - - 2 图 3-2-7A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】D 5如图 3-2-8 所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中， 且与磁场方向 ( 垂直于纸面向里) 垂直线段ab、bc和cd的长度均为L，且abcbcd1

4、35. 流经导线的电流为I， 方向如图中箭头所示导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力( ) 图 3-2-8A方向沿纸面向上，大小为(21)ILBB方向沿纸面向上，大小为(21)ILBC方向沿纸面向下，大小为(21)ILBD方向沿纸面向下，大小为(21)ILB【解析】导线段abcd的有效长度为线段ad，由几何知识知Lad(21)L，故线段abcd所受的合力大小FILadB(21)ILB，导线有效长度的电流方向为ad，据左手定则可以确定导线所受合力方向竖直向上，故A项正确【答案】A 6如图 3-2-9 所示，两根相隔一定距离、相互垂直的异面直导线ab和cd，分别通有方向如图所示的电流，若通电导

5、线ab固定不动，通电导线cd可以自由运动，则通电导线cd的运动情况是( ) 图 3-2-9A顺时针转动，同时靠近abB顺时针转动，同时远离abC逆时针转动，同时靠近abD逆时针转动，同时远离ab名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 6 页 - - - - - - - - - 3 【解析】由安培定则知通电导线ab的磁场在ab之上垂直纸面向外，在ab之下垂直纸面向里，根据左手定则，通电导线cd上半部分所受安培力向右，下半部分所受安培力向左，故cd将顺时针转动因cd顺

6、时针转动，其电流方向趋于和ab的电流方向一致，根据同向电流互相吸引，故cd同时靠近ab. 【答案】A 7将一个质量很小的金属圆环用细线吊起来，在其附近放一条形磁铁，磁铁的轴线与圆环在同一个平面内，且通过圆环中心，如图3-2-10 所示，当圆环中通以顺时针方向的电流时，从上往下看( ) 【导学号： 33410119】图 3-2-10A圆环顺时针转动，靠近磁铁B圆环顺时针转动，远离磁铁C圆环逆时针转动，靠近磁铁D圆环逆时针转动，远离磁铁【解析】该通电圆环相当于一个垂直于纸面的小磁针，N极在内， S 极在外，根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，可得C项正确【答案】C 8将长度为20 cm、通有

7、0.1 A 电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场方向如图 3-2-11 所示，已知磁感应强度为1 T 试求下列各图中导线所受安培力的大小和方向图 3-2-11【解析】由公式FIBLsin 得：(1) 中F10. (2) 中F2IBL0.02 N ，方向水平向右(3) 中F3IBL0.02 N ，方向垂直导线方向斜向左上方( 与水平成120角 )【答案】(1)0 (2)0.02 N ，水平向右(3)0.02 N ，与水平方向成120角斜向左上方 能力提升 9( 多选 ) 如图 3-2-12 所示，质量为m的通电细杆ab置于倾角为 的导轨上， 导轨宽名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 -

8、 - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 6 页 - - - - - - - - - 4 为d，杆ab与导轨间的动摩擦因数为，有电流时，ab恰好在导轨上静止，下图是它的四个侧视图，标出了四种可能的匀强磁场方向，其中杆ab与导轨之间的摩擦力可能为零的图是( ) 图 3-2-12【解析】因杆ab静止在导轨上，所受合力为零，若杆ab所受的支持力和磁场对ab的安培力以及杆ab所受的重力的合力为零，或杆ab所受重力与所受安培力的合力为零，则ab杆与导轨之间的摩擦力就为零，对A、B、C、D四个图中杆ab进行受力分析知，选

9、项A、B图中杆ab与导轨之间的摩擦力可能为零【答案】AB 10如图 3-2-13 所示，水平桌面上放置一根条形磁铁，磁铁中央正上方用绝缘弹簧悬挂一水平直导线， 并与磁铁垂直 当直导线中通入图中所示方向的电流时，可以判断出 ( ) 【导学号： 33410120】图 3-2-13A弹簧的拉力增大，条形磁铁对桌面的压力减小B弹簧的拉力减小，条形磁铁对桌面的压力减小C弹簧的拉力增大，条形磁铁对桌面的压力增大D弹簧的拉力减小，条形磁铁对桌面的压力增大【解析】如图所示，画出直导线附近的条形磁铁的磁感线，由左手定则可知，直导线受向下的安培力，由于力的作用是相互的，因此条形磁铁受向上的作用力故A正确【答案】A

10、 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 6 页 - - - - - - - - - 5 11水平放置的光滑金属导轨宽L0.2 m ，接有电源电动势E3 V ，电源内阻及导轨电阻不计匀强磁场竖直向下穿过导轨，磁感应强度B1 T 导体棒ab的电阻R6 ，质量m10 g ，垂直放在导轨上并良好接触，求合上开关的瞬间：图 3-2-14(1) 金属棒受到安培力的大小和方向；(2) 金属棒的加速度和方向【解析】(1) 闭合 S的瞬间，回路中的电流IER36 A0.5 A ，

11、ab棒所受安培力F安BIL0.1 N ，由左手定则知方向水平向右(2) 由牛顿第二定律知aF安m 10 m/s2，方向水平向右【答案】(1)0.1 N 水平向右(2)10 m/s2方向水平向右12如图 3-2-15 所示，一质量为m的导体棒MN两端分别放在两个固定的光滑圆形导轨上，两导轨平行且间距为l，导轨处在竖直向上的匀强磁场中，当导体棒中通一自右向左的电流I时，导体棒静止在与竖直方向成37角的导轨上， 取 sin 37 0.6 ， cos 37 0.8 ，求：【导学号： 33410121】图 3-2-15(1) 磁场的磁感应强度B；(2) 每个圆形导轨对导体棒的支持力大小N. 【解析】导体

12、棒的受力如图( 自右向左看 ) 因导体棒静止，满足条件名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 6 页 - - - - - - - - - 6 tan 37 FmgFBIlcos 37 mg2N由得B3mg4Il，N58mg. 【答案】(1)3mg4Il(2)58mg名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 6 页 - - - - - - - - -