人教版高中物理选修3-1练习:第三章4通电导线在磁场中受到的力
更新时间:2023-04-05 12:33:01 阅读量: 实用文档 文档下载
第三章磁场
4 通电导线在磁场中受到的力
A级 抓基础
1.在如图所示各图中,表示磁场B方向、电流I方向及电流受力F方向三者关系正确的是( )
A B
C D
答案:A
2.如图所示,直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方,如果直导线可以自由地运动,且通以从a到b的电流,则导线ab受磁场力后的运动情况( )
A.从上向下看,顺时针转动并靠近螺线管
B.从上向下看,顺时针转动并远离螺线管
C.从上向下看,逆时针转动并远离螺线管
D.从上向下看,逆时针转动并靠近螺线管
答案:D
3.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
答案:C
4.(多选)通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内.电流方向如图所示,ad边与MN平行,关于MN的磁场对线框的作用,下列叙述正确的是( )
A.线框有两条边所受的安培力方向相同
B.线框有两条边所受的安培力大小相同
C.线框所受安培力合力向左
D.线框所受安培力合力为零
答案:BC
5.如图所示,一根长为L的细铝棒用两根劲度系数为k的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中.当电流I方向向右时,两根弹簧缩短;当I的方向向左时,两弹簧伸长,并且相对于平衡位置伸长、缩短
的长度都是Δl
,则磁场的磁感应强度为多少?
解析:不通电流时,铝棒受力平衡有mg =2kx ;弹簧缩短时,有mg =2k (x -Δl )+BIL ;弹簧伸长时,有mg +BIL =2k (x +Δl ),
可解得B =.
2k Δl LI B 级 提能力
6.(多选)关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力,正确的说法是( )
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,安培力的大小可能变为原来的
一半
答案:BD
7.如图所示,放在台秤上的条形磁铁两极未知,为了探明磁铁的极性,在它中央的正上方固定一导线,导线与磁铁垂直,给导线通以垂直纸面向外的电流,则(
)A .如果台秤的示数增大,说明磁铁左端是N 极
B .如果台秤的示数增大,说明磁铁右端是N 极
C .无论如何台秤的示数都不可能变化
D.以上说法都不正确
答案:A
8.如图,直导线通入垂直纸面向里的电流,在下列匀强磁场中,能静止在光滑斜面上的是( )
答案:A
9.如图所示,用细绳悬于O点的可自由转动的通电导线AB放在蹄形磁铁的上方,当导线中通以图示方向电流时,从上向下看,AB的转动方向及细绳中张力变化的情况为( )
A.AB顺时针转动,张力变大
B.AB逆时针转动,张力变小
C.AB顺时针转动,张力变小
D.AB逆时针转动,张力变大
答案:D
10.如图所示的天平可用来测量磁场的磁感应强度.天平的右臂
下面挂一个矩形线圈,宽为L,共N匝,线圈的下部悬在匀强磁场中,磁场方向垂直于纸面.当线圈中通有电流I(方向如图所示)时,
在天平两边加上质量分别为m1、m2的砝码时,天平平衡;当电流反向(大小不变)时,右边再加上质量为m的砝码后,天平又重新平衡.由此可知( )
A .磁感应强度方向垂直纸面向里,大小为(m 1-m 2)g NIL
B .磁感应强度方向垂直纸面向里,大小为mg
2NIL
C .磁感应强度方向垂直纸面向外,大小为(m 1-m 2)g NIL
D .磁感应强度方向垂直纸面向外,大小为mg
2NIL
解析:由题目所给条件,先判断出磁场的方向再根据天平的工作原理列出对应关系式.因为电流反向时,右边再加砝码才能重新平衡,所以此时安培力竖直向上,由左手定则判断磁场向里.电流反向前,有m 1g =m 2g +m 3g +NBIL ,其中m 3为线圈质量.电流反
向后,有m 1g =m 2g +m 3g +mg -NBIL .两式联立可得B =,故mg
2NIL 选B.
答案:B
11.如图所示,一根质量m =50 g ,长L =1 m 的导体棒放在倾角θ=30°的粗糙斜面上,整个装置处于垂直于斜面斜向上的匀强磁场中,磁感应强度B =0.1 T .试求:
(1)当导体棒通入3 A 的电流时,其处于静止状态下所受的摩擦力大小;
(2)若静止的导体棒与斜面无相对运动趋势时,导体棒中通入的电流大小.
解析:由左手定则可知,棒受到的安培力的方向沿斜面向上,大小:F 1=BI 1L =0.1×3×1 N =0.3 N .棒受到的摩擦力的方向向下,由受力平衡得F 1=mg +f .
所以f =F 1-mg sin 30°=0.3-0.05×10× N =0.05 N.
12(2)若静止的导体棒与斜面无相对运动趋势时,则安培力的大小与棒沿斜面向下的分力大小相等.
即:F 2=mg sin 30°=0.05×10× N =0.25 N.
12又:F 2=BI 2L ,
所以:I 2== A =2.5 A.F ′BL 0.25
0.1×1
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