2018_2019学年高中物理第三章磁场4通电导线在磁场中受到的力练习新人教版.docx

4通电导线在磁场中受到的力知识点一安培力的方向1.一根容易发生形变的弹性导线两端固定.导线中通有电流,方向竖直向上.当没有磁场时,导线呈直线状态;当分别加上方向竖直向上、水平向右和垂直于纸面向外的匀强磁场时,如图L3-4-1所示描述导线状态的四个图示中正确的是()ABCD图L3-4-12.(多选)如图L3-4-2所示的装置可演示磁场对通电导线的作用,电磁铁上、下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨,L是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆,当磁铁线圈两端a、b,导轨两端e、f分别接到两个不同的直流电源上时,L便在导轨上滑动.下列说法正确的是()图L3-4-2A.若a接正极,b接负极,e接正极,f接负极,则L向右滑动B.若a接正极,b接负极,e接负极,f接正极,则L向右滑动C.若a接负极,b接正极,e接正极,f接负极,则L向左滑动D.若a接负极,b接正极,e接负极,f接正极,则L向左滑动知识点二安培力的大小3.(多选)关于磁场对通电直导线的作用力的大小,下列说法中正确的是()A.通电直导线跟磁场方向平行时作用力为零B.通电直导线跟磁场方向垂直时作用力最大C.作用力的大小跟导线与磁场方向的夹角无关D.通电直导线跟磁场方向斜交时肯定有作用力4.有一段长0.2m、通有2.5A电流的直导线,关于该导线在磁感应强度为B的匀强磁场中所受安培力F的情况,下列说法正确的是()A.如果B=2T,F一定是1NB.如果F=0,B也一定为零C.如果B=4T,F有可能是1ND.F有最大值时,通电导线一定与B平行5.如图L3-4-3所示,四种情况中,匀强磁场磁感应强度大小相等,载流导体长度相同,通过的电流也相同,导体受到的磁场力最大且方向沿着纸面的是()A.甲、乙B.甲、丙C.乙、丁D.乙、丙图L3-4-36.如图L3-4-4所示,导体棒MN中电流为I且垂直于磁场放置,磁感应强度为B0,AB与CD相距为d,则棒MN所受安培力大小为()A.B0IdB.B0IdsinC.D.B0Idcos图L3-4-4知识点三通电直导线间的相互作用7.如图L3-4-5所示,两个相同的圆形线圈套在光滑绝缘的水平圆柱体上,当两线圈通以方向相同的电流时,线圈的运动情况是()A.都绕圆柱体转动B.都静止C.相互靠近图L3-4-5D.彼此远离8.(多选)如图L3-4-6所示,通电矩形线框abcd与长直通电导线MN在同一平面内,ab边与MN平行.关于MN的磁场对线框的作用力,下列说法正确的是()A.线框有两条边所受到的安培力方向相同B.线框有两条边所受的安培力大小相等C.线框所受的安培力的合力方向向左D.线框所受的安培力的合力方向向右图L3-4-6知识点四通电导体的平衡9.2018玉溪一中期中如图L3-4-7所示,一根长度为L的直导体棒中通以大小为I的电流,静止在水平导轨上,已知垂直于导体棒的匀强磁场的磁感应强度为B,B的方向与竖直方向成角.下列说法中正确的是(重力加速度为g)()A.导体棒受到磁场力大小为BILsinB.导体棒对轨道压力大小为mg+BILsinC.导体棒受到导轨摩擦力为(mg-BILsin)D.导体棒受到导轨摩擦力为BILcos图L3-4-710.2017赣中南五校摸底长为L的正方形线圈A中通有逆时针方向的恒定电流I0,用两根轻质绝缘细线悬挂在水平长直导线MN的正下方h处后静止,如图L3-4-8所示.当导线MN中无电流时,两细线中张力均为T;当通过MN的电流为I1时,两细线中张力均减为T(01);当通过MN的电流为I2时,细线中张力恰好为零.已知长直通电导线周围磁场的磁感应强度B与到导线的距离r成反比(即B=k,k为常数).由此可知,MN中的电流方向和电流大小之比I1I2分别为()图L3-4-8A.向左,(1+)1B.向右,(1+)1C.向左,(1+)1D.向右,(1+)111.2018长郡中学期中物理老师在课堂上做了一个“旋转的液体”实验,实验装置如图L3-4-9所示,装有导电液的玻璃器皿放在上端为S极的蹄形磁铁的磁场中,器皿中心的圆柱形电极与电源负极相连,内壁边缘的圆环形电极与电源正极相连,接通电源后,液体旋转起来.关于这个实验,以下说法中正确的是()A.液体中电流由中心流向边缘;从上往下俯视,液体逆时针旋转B.液体中电流由中心流向边缘;从上往下俯视,液体顺时针旋转C.液体中电流由边缘流向中心;从上往下俯视,液体顺时针旋转D.液体中电流由边缘流向中心;从上往下俯视,液体逆时针旋转图L3-4-912.如图L3-4-10所示,在倾角=30的斜面上固定一平行金属导轨,导轨间距离l=0.25m,两导轨间接有滑动变阻器R和电动势E=12V、内阻不计的电池.垂直导轨放置一根质量m=0.2kg的金属棒ab,它与导轨间的动摩擦因数=.整个装置放在垂直于斜面向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.8T.导轨与金属棒的电阻不计,g取10m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.当调节滑动变阻器R的阻值在什么范围内时,可使金属棒静止在导轨上?图L3-4-101.D解析用左手定则可判断出,A中导线所受安培力为零,B中导线所受安培力垂直于纸面向里,C、D中导线所受安培力向右,导线受力以后的弯曲方向应与受力方向一致,D正确,A、B、C错误.2.BD解析若a接正极,b接负极,则电磁铁磁极间磁场方向向上,当e接正极,f接负极时,由左手定则可知,金属杆所受安培力向左,则L向左滑动,A错误;同理可判定B、D正确,C错误.3.ABD解析安培力既垂直于通电导线,又垂直于磁场.当导线与磁场方向垂直时,安培力最大,当导线与磁场方向平行时,安培力为零,选项A、B正确,选项C错误;通电直导线跟磁场方向斜交时,可将磁场沿平行于导线方向和垂直于导线方向进行分解,垂直于导线方向的磁场为有效磁场,安培力不为零,选项D正确.4.C解析当通电直导线与B垂直时,安培力最大为F=BIl,当通电直导线与B平行时,安培力最小为0,其他情况下0FFcd,线框所受合力方向向右.9.D解析由安培定则,导体棒所受的安培力垂直于磁场向上,大小为BIL,由平衡条件得FN+BILsin=mg,f=BILcos,则FN=FN=mg-BILsin,选项D正确.10.C解析当MN中通有从M到N的电流时,线圈所受的安培力F=kILI0,可见安培力的合力大小与通入的电流大小成正比,当MN中分别通以大小为I1、I2的电流时,线框受到的安培力的合力大小之比为I1I2.当通过MN的电流为I1时,两细线中张力均减为T(0a1),所以安培力的大小F合1=2T-2T,而当通过MN的电流为I2时,细线中张力恰好为零,则安培力的大小F合2=2T,所以I1I2=F合1F合2=(2T-2T)2T=(1-)1,选项C正确.11.D解析液体中电流由边缘流向中心,由左手定则,从上往下俯视,液体逆时针旋转,选项D正确.12.1.6R4.8解析当滑动变阻器R接入电路的阻值较大时,I较小,安培力F较小,金属棒有沿斜面下滑的趋势,导轨对金属棒的摩擦力沿斜面向上(如图甲所示).金属棒刚好不下滑时,有Bl+mgc