2017_2018学年高中物理第三章磁场第四节安培力的应用课时检测粤教版选修3_1201707141.doc

第三章 磁场第四节 安培力的应用A级抓基础1两条导线相互垂直，如图所示，但相隔一段小距离，其中一条AB是固定的，另一条CD能自由活动，当直流电流按图所示方向通入两条导线时，导线CD将(从纸外向纸内看)()A顺时针方向转动，同时靠近导线ABB逆时针方向转动，同时离开导线ABC顺时针方向转动，同时离开导线ABD逆时针方向转动，同时靠近导线AB解析：本题可用下面两种方法解答(1)电流元受力分析法：把直线电流CD等效为CO、DO两段电流元，AB电流的磁感线分布如图所示，用左手定则判定可知导线CD将逆时针转动(2)特殊值分析法：将导线CD转过90°的特殊位置，两直线电流相互平行，方向相同相互吸引，可见CD将靠近AB，所以导线CD逆时针方向转动，同时要靠近导线AB.因此正确答案是D.答案：D2在如图所示的电路中，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()A相互吸引，FaFbB相互排斥，FaFbC相互吸引，FaFb D相互排斥，FaFb解析：无论电键置于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B错误，D正确答案：D3用两根细线把两个完全相同的圆形导线环悬挂起来，让二者等高平行放置，如图所示，当两导线环中通入方向相同的电流I1、I2时，则有()A两导线环相互吸引B两导线环相互排斥C两导线环无相互作用力D两导线环先吸引后排斥解析：通电的导线环周围能够产生磁场，磁场的基本性质是对放入其中的磁体或电流产生力的作用由于导线环中通入的电流方向相同，二者同位置处的电流方向完全相同，相当于通入同向电流的直导线，据同向电流相互吸引的规律，判知两导线环应相互吸引，故A正确答案：A4如图所示的弹性线圈AB，当给它通电时下面判断正确的是()A当电流从A向B通过时线圈长度增加，当电流反向时线圈长度减小B当电流从B向A通过时线圈长度增加，当电流反向时线圈长度减小C不管电流方向如何，线圈长度都不变D不管电流方向如何，线圈长度都减小解析：把环形电流看成无数小段的直线电流组成，当电流从A向B通过线圈时各线环的电流方向如图所示，各电流平行且同向，相互吸引，线圈长度变短，当电流从B向A通过线圈时各线环的电流方向与所示方向相反，但各电流仍平行且同向，相互吸引，线圈长度仍变短，故D正确答案：D5如图所示，在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4 m，质量为6×102 kg的通电直导线，电流强度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，整个装置放在磁感应强度从零开始每秒增加0.4 T，方向竖直向上的磁场中设t0时，B0，则需要多长时间，斜面对导线的支持力为零(g取10 m/s2，sin 37°0.6，cos 37°0.8)?解析：斜面对导线的支持力为零时导线的受力如右图所示由平衡条件得：FTcos 37°F，FTsin 37°mg，由解得：F，代入数值得：F0.8 N，由FBIL得：B T2 T.B与t的变化关系为B0.4t T，所以t5 s.答案：5 sB级提能力6如图所示，一根通电的直导体棒放在倾斜的粗糙导轨上，且有图示方向的匀强磁场，处于静止状态，若增大电流强度，导体棒仍静止，则在电流增大到刚要运动的过程中，导体棒受到摩擦力的大小变化情况可能是()A一直减小B先减小后增大C先增大后减小 D始终不变解析：由左手定则可判定安培力方向沿斜面向上，若开始时摩擦力方向沿斜面向下，则有F安mgsin f，而F安BIL，则fmgsin F安，I增大，f减小；当f减小到0后，F安mgsin ，f反方向，I增大，f增大答案：B7如图所示，一条形磁铁放在桌面上，一根通电直导线由S极的上端平移到N极的上端的过程中，导线保持与磁铁垂直，导线的通电方向如图所示则在这个过程中磁铁受到的摩擦力(保持静止)()A为零B方向由向左变为向右C方向保持不变D方向由向右变为向左答案：B8(多选)如图所示，一金属直杆MN两端接有导线，悬挂于线圈上方，MN与线圈轴线均处于竖直平面内，为使MN垂直于纸面向外运动，则()A将a、c端接在电源正极，b、d端接在电源负极B将b、d端接在电源正极，a、c端接在电源负极C将a、d端接在电源正极，b、c端接在电源负极D将b、c端接在电源正极，a、d端接在电源负极答案：AB9如图，水平放置的光滑的金属导轨M、N，平行地置于匀强磁场中，间距为d，磁场的磁感应强度大小为B，方向与导轨平面夹角为 ，金属棒ab的质量为m，放在导轨上且与导轨垂直电源电动势为E，定值电阻为R，其余部分电阻不计则当电键闭合的瞬间，棒ab的加速度为多大？解析：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：Fsin ma，导体棒ab中的电流：I，得a.答案：10.(2015·全国卷)如图所示， 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.试判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向，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了l10.5 cm.由胡克定律和力的平衡条件得2kl1mg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FIBL式中，I是回路电流，L是金属棒的长度，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)mgF由欧姆定律有EIR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m0.01 kg.答案：安培力的方向竖直向下，金属棒的质量为0.01 kg5