第九章第1单元磁场的描述磁场对电流的作用.pdf

《第九章第1单元磁场的描述磁场对电流的作用.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第九章第1单元磁场的描述磁场对电流的作用.pdf（6页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第九章 第1 单元 磁场的描述 磁场对电流的作用 课时作业 命 题 设 计 难度 题号 目标 较易 中等 稍难 单一目标 磁场及其描述 8 5 通电导线及线圈的磁场 1、2 匀强磁场中的安培力 3、4、9 6、7 11 综合目标 综合应用 10、12 一、单项选择题(本题共 6 小题，每小题 7 分，共 42 分)1(2009重庆高考)在如图 1 所示的电路中，电池均相同，当电键 S 分别置于 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 1 A相互吸引，FaFb B相互排斥，FaFb C相互吸引，FaFb D相互排斥，FaFb 解析：无论电键

2、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 C错误，D 正确 答案：D 2把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来，使它的下端刚好跟杯里的水银面相接触，并使它组成如图2所示的电路图 当开关S接通后，将看到的现象是()A弹簧向上收缩 图 2 B弹簧被拉长 C弹簧上下跳动 D弹簧仍静止不动 解析：如图所示，通电后，弹簧的每一圈都相当于一个环形电流，且各圈 的电流绕向相同任取其中两圈，其相邻两侧一定形成相异极性，因此互相吸引(或者，也可把任意两圈的相邻各段，看做两个同向电流而相互吸引)弹簧的各圈互相吸引

3、后，弹簧收缩，下端脱离水银面，使电路断开电路断开后，弹簧中的电流消失，磁场作用失去，弹簧在自身重力及弹力作用下下落于是，电路又接通，弹簧又收缩如此周而复始，弹簧上下跳动C 项正确 答案：C 3如图 3 所示，条形磁铁放在水平桌面上，它的正中间的上方固定一根 长直导线 A，现使导线内通过垂直于纸面向里的恒定电流，则磁铁受到 桌面的支持力大小变化情况是 ()A不变 B减小 图 3 C增大 D无法判断 解析：以通电直导线为研究对象，由左手定则判断其受安培力向上，则由牛顿第三定律知磁铁受通电直导线的安培力向下，即对桌面的压力增大，所以磁铁受到桌面的支持力增大C 项正确 答案：C 4.(2008宁夏高考

4、)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 4 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 图 4 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 解析：a 处导线在 c 处产生的磁场 B1的方向垂直于 ac 连线向左下方，b 处导线在 c 处产生的磁场 B2的方向垂直于 bc 连线向右下方，B1和 B2的合磁场 B 的方向竖直向下，由左手定则可判断出过 c 点的导线所受安培力的方向与 ab 边垂直，指向左边，C 正确 答案：C 5取两个完全相同的长导线

5、，用其中一根绕成如图 5 甲所示的螺线管，当该螺线管中通以电流为 I 的电流时，测得螺线管内中部的磁感应强度大小为 B；若将另一根长导线对折后绕成如图 5 乙所示的螺线管，并通以电流也为 I 的电流时，在螺线管内中部的磁感应强度大小为 ()图 5 A0 B0.5B CB D2B 解析：图乙中螺线管上的长导线可等效为两个通过等大反向电流的通电螺线管，两螺线管电流方向相反，由安培定则可知产生的磁场方向也是大小相等、方向相反的，所以螺线管中部磁感应强度为零A 项正确 答案：A 6.(2010南通模拟)如图 6 所示，在竖直向下的匀强磁场中，有两根竖直 放置的平行导轨 AB、CD，导轨上放有质量为 m

6、 的金属棒 MN，棒与导轨间的动摩擦因数为，现从 t0 时刻起，给棒通以图示方向的电流，且电流大小与时间成正比，即 Ikt，其中 k1为正恒量若金属棒与导轨始终垂直，则如图 7 所示的表 示棒所受的摩擦力随时间变化的四幅图中，正确的是 ()图 6 图 7 解析：当 FfBILBLktmg 时，棒沿导轨向下减速；在棒停止运动前，棒所受摩擦力为滑动摩擦力，大小为 FfBLkt；当棒停止运动时，摩擦力立即变为静摩擦力，大小为 Ffmg，故选项 C 正确 答案：C 二、多项选择题(本题共 4 小题，每小题 7 分，共 28 分每小题有多个选项符合题意，全部选对的得 7 分，选对但不全的得 3 分，错选

7、或不答的得 0 分)7.如图 8 所示，一金属直杆 MN 两端接有导线，悬挂于线圈上方，MN 与线圈轴线处于同一竖直平面内，为使 MN 垂直纸面向外运动，可以 ()A将 a、c 端接电源正极，b、d 端接电源负极 B将 b、d 端接电源正极，a、c 端接电源负极 图 8 C将 a、d 端接电源正极，b、c 端接电源负极 D将 a、c 端接交流电源的一端，b、d 端接交流电源的另一端 解析：A 选项中，由安培定则知螺线管上端为 N 极，MN 中电流方向向右，由左手定则知 MN 垂直纸面向外运动，故 A 正确B 选项中接法使螺线管上端为 S 极，MN 中电流由 N 到 M，由左手定则可判知 B 正

8、确同理可知 C 错误，D 正确D 选项易受迷惑，但仔细分析会发现该选项与 A、B 选项相同，也可使杆垂直纸面向外运动 答案：ABD 8在磁感应强度为 B0、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流 的方向垂直于纸面向里如图 9 所示，a、b、c、d 是以直导线为圆心 的同一圆周上的四点，在这四点中 ()Ac、d 两点的磁感应强度大小相等 Ba、b 两点的磁感应强度大小相等 Cc 点的磁感应强度的值最小 Da 点的磁感应强度的值最大 解析：通电直导线在 c 点的磁感应强度方向与 B0的方向相反，b、d 两点的磁感应强度方向与 B0垂直，a 点的磁感应强度方向与 B0同向，由磁场的

9、叠加知 c 点的合磁感应强度最小，a 点的合磁感应强度最大C、D 项正确 答案：CD 9质量为 m 的通电细杆置于倾角为 的导轨上，导轨的宽度为 d，杆与导轨间的动摩擦因数为，有垂直于纸面向里的电流通过杆，杆恰好静止于导轨上在如图 10 所示的A、B、C、D 四个图中，杆与导轨间的摩擦力一定不为零的是 ()图 10 解析：A 中通电细杆所受安培力水平向右，B 中安培力竖直向上，这两种情况，即使没有摩擦力，通电细杆也可以静止在导轨上；C 中安培力竖直向下，D 中安培力水平向左，这两种情况，如果没有摩擦力，通电细杆均不能静止，故 C、D 均对 答案：CD 10如图 11 所示，有两根长为 L、质量

10、为 m 的细导体棒 a、b，a 被水平放置在倾角为 45 的光滑斜面上，b 被水平固定在与 a 在同一水平面的另一位置，且 a、b 平 行，它们之间的距离为 x.当两细棒中均通以电流大小为 I 的同向电流时，a 恰能在斜面上保持静止，则下列关于 b 的电流在 a 处产生的磁场的磁感应 强度的说法正确的是 ()A方向向上 图 11 B大小为2mg2LI C要使 a 仍能保持静止，而减小 b 在 a 处的磁感应强度，可使 b 上移 D若使 b 下移，a 将不能保持静止 解析：由安培定则可知 b 的电流在 a 处产生的磁场的磁感应强度方向向上，A 错误a图 9 的受力如图甲所示 tan45F安mgB

11、ILmg，所以 BmgIL，B 错b 无论上移还是下移，b 在 a 处的磁感应强度均减小若上移，a 的受力如图乙所示上移过程中 FN逐渐减小，F安先减小后增大，故 C 正确若使 b 下移，同理可分析 a 将不能保持静止，D 正确 答案：B 三、计算题(本题共 2 小题，共 30 分解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤只写出最后答案的不能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)11(14 分)如图 12 所示，在倾角为 37的光滑斜面上有一根长为 0.4 m、质量为 6102 kg 的通电直导线，电流大小 I1 A、方向垂直于纸面向外，导线用平行于斜 面的轻绳拴住不动，整

12、个装置放在磁感应强度每秒增加 0.4 T、方向竖直 向上的磁场中，设 t0 时，B0，求需要几秒，斜面对导线的支持力为 零？(g 取 10 m/s2)图 12 解析：斜面对导线支持力为零时导线受力如图所示 由图知 FTcos37F FTsin37mg 解得：Fmgtan370.8 N.由 FBIL 得：BFIL0.810.4 T2 T，由 B0.4t T 得 t5 s.答案：5 s 12(16 分)(2010盐城模拟)粗细均匀的直导线 ab 的两端悬挂在两根相同的 弹簧下边，ab 恰好处在水平位置(如图 13 所示)已知 ab 的质量为 m 10 g，长度 L60 cm，沿水平方向与 ab 垂

13、直的匀强磁场的磁感应强 度 B0.4 T.图 13(1)要使两根弹簧能处在自然状态，既不被拉长，也不被压缩，ab 中应沿什么方向、通过多大的电流？(2)当导线中有方向从 a 到 b、大小为 0.2 A 的电流通过时，两根弹簧均被拉长了 x1 mm，求该弹簧的劲度系数 (3)当导线中由 b 到 a 方向通过 0.2 A 的电流时两根弹簧被拉长多少？(取 g9.6 m/s2 9.6 N/kg)解析：(1)只有当 ab 受到的磁场力方向竖直向上且大小等于 ab 的重力时，两根弹簧才 能处于自然状态，根据左手定则，ab 中的电流应由 a 到 b，电流的大小由 mgBIL 求 得 ImgBL0.019.

14、60.40.6 A0.4 A.(2)当导线中通过由 a 到 b 的电流时，受到竖直向上的磁场力作用，被拉长的两根弹簧 对 ab 有竖直向上的拉力，同时 ab 受竖直向下的重力，平衡时平衡方程为 BIL2kxmg 可得弹簧的劲度系数 kmgBIL2x0.019.60.40.20.620.001 N/m 24 N/m(3)当电流方向由 b 向 a 时，ab 所受磁场力竖直向下，这时的平衡方程为：2kxmg BIL 由此式可求出两根弹簧被拉伸的长度为 xmgBIL2k0.019.60.40.20.6224 m 0.003 m.答案：(1)由 a 到 b 0.4 A(2)24 N/m(3)0.003 m