高中物理第三章磁场第2节磁吃通电导线的作用_安培力课时训练含解析教科版选修.docx

第2节磁场对通电导线的作用安培力【测控导航】知识点题号1.安培力的大小和方向1(易),2(易),4(易),5(易)2.磁场中导体的运动3(易),6(易),7(中)3.综合应用8(中),9(中),10(中),11(难)1.(2017江苏盐城高二期末)如图所示,一根通电直导线置于水平向右的匀强磁场中,电流方向垂直于纸面向里,该导线所受安培力大小为F.将导线长度减小为原来的一半时,导线受到的安培力为(B)A. B. C.F D.2F解析:由公式F=ILB可知,其他不变,只将导线长度减小为原来的一半时,所受安培力为原来的一半,选项B正确.2.(2017南充高二期末)某同学画的表示磁场B、电流I和安培力F的相互关系如图所示,其中正确的是(D)解析:根据左手定则可知,A图中安培力方向应该向下,B图中安培力方向应该垂直于磁场斜向上,C图中磁场方向和电流方向在同一直线上,不受安培力作用,D图中安培力方向斜向左下方垂直于电流方向,故选项A,B,C错误,D正确.3.如图是“探究影响通电导体在磁场中受力因素”的实验示意图.三块相同蹄形磁铁并列放置在水平桌面上,导体棒用图中1,2,3,4轻而柔软的细导线悬挂起来,它们之中的任意两根与导体棒和电源构成回路.认为导体棒所在位置附近为匀强磁场,最初导线1,4接在直流电源上,电源没有在图中画出.关于接通电源时可能出现的实验现象,下列叙述正确的是(C)A.仅拿掉中间的磁铁,导体棒摆动幅度不变B.改变电流方向同时改变磁场方向,导体棒摆动方向将会改变C.仅改变电流方向或仅改变磁场方向,导体棒摆动方向一定改变D.增大电流的同时并改变接入导体棒上的细导线,接通电源时,导体棒摆动幅度一定增大解析:仅拿掉中间的磁铁,导体棒在磁场中的有效长度减小,所受安培力减小,摆动幅度减小,选项A错误;改变电流方向同时改变磁场方向,导体棒所受安培力方向不变,仅改变其中一个方向时,安培力方向改变,选项B错误,C正确;增大电流的同时,减小导体棒在磁场中的有效长度,所受安培力可能减小,摆动幅度可能减小,选项D错误.4.(2017芜湖高二检测)如图所示,磁场方向竖直向下,通电直导线ab由水平位置1绕a点在竖直平面内转到位置2的过程中,通电导线所受安培力是(B)A.数值变大,方向不变 B.数值变小,方向不变C.数值不变,方向改变 D.数值、方向均改变解析:安培力F=ILB,电流不变,垂直直导线的有效长度减小,安培力减小,安培力的方向总是垂直B,I所构成的平面,所以安培力的方向不变,选项B正确.5.(2017黑龙江实验中学月考)现有一段长L=0.2 m、通有电流I=2.5 A的直导线,则关于此导线在磁感应强度为B的磁场中所受磁场力F的情况,下列说法正确的是(C)A.如果B=2 T,则F一定为1 NB.如果F=0,则B也一定为零C.如果B=4 T,则F有可能为2 ND.当F为最大值时,通电导线一定与B平行解析:如果导线放置方向和磁场方向平行,则磁场对通电导线没有力的作用,故选项B错误;当导线与磁场方向垂直时,有F=ILB,此时磁场力最大,故选项A,D错误,C正确.6.(多选)如图所示,通电线圈处于竖直悬挂状态,现突然加一水平向右的磁场,则此时各边所受安培力的情况为(BC)A.ab边受水平向左的安培力,cd边受水平向右的安培力B.ad边和bc边不受安培力C.ab边受垂直纸面向外的安培力,cd边受垂直纸面向里的安培力D.abcd各边受到的安培力的效果使线圈处于静止状态解析:由左手定则知,ab所受的安培力垂直纸面向外,cd所受的安培力垂直纸面向里,ad边,bc边不受安培力的作用,此时刻abcd各边受到的安培力的效果使线圈转动起来.选项B,C正确.7.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接触,并使它组成如图所示的电路,当开关S接通后,将看到的现象是(C)A.弹簧向上收缩 B.弹簧被拉长C.弹簧上下跳动 D.弹簧仍静止不动解析:接通S后,弹簧各匝之间形成同向电流,它们之间的安培力产生的效果使弹簧收缩,收缩后电路断开,安培力消失,弹簧恢复原状,然后接触水银并接通电路,重复出现此种现象,故选项C正确.8.(2017大庆高二期末)如图所示,一条形磁铁放在水平桌面上,在磁铁右上方固定一根与磁铁垂直的长直导线.当导线中通以由外向内的电流时磁铁仍然保持静止,则(A)A.磁铁受到向左的摩擦力,对桌面的压力减小B.磁铁受到向右的摩擦力,对桌面的压力减小C.磁铁受到向左的摩擦力,对桌面的压力增大D.磁铁不受摩擦力,对桌面的压力不变解析:由左手定则判断知磁铁对通电导线的作用力斜向左下方,根据牛顿第三定律,通电导线对磁铁的反作用力方向为斜向右上方,对磁铁受力分析,受力情况如图所示.由图知,磁铁受到向左的摩擦力,对桌面的压力大小为N=G-F安sin ,而导线中没有电流时N=G,可见选项A正确.9.(2017杭州高二检测)(多选)质量为m的通电细杆ab置于倾角为的平行导轨上,导轨宽度为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(如图所示),以下是在沿ba方向观察时的四个平面图,标出了四种不同的匀强磁场方向,其中杆与导轨间摩擦力可能为零的是(AB)解析:若杆在重力、安培力、弹力的作用下可以处于平衡状态,则杆与导轨间的摩擦力为零.由左手定则判断安培力的方向:图A中安培力水平向右,摩擦力可能为零,选项A正确;图B中安培力竖直向上,摩擦力可能为零,选项B正确;图C中安培力竖直向下,没有摩擦力杆不可能平衡,选项C错误;图D中安培力水平向左,没有摩擦力,杆不可能平衡,选项D错误.10.如图所示,两平行光滑金属导轨与水平面间的夹角=45,相距为20 cm;金属棒MN的质量为110-2 kg,电阻R=8 ;匀强磁场方向竖直向下,B=0.8 T,电源电动势E=10 V,内阻r=1 .当开关S闭合时,MN处于平衡状态,求变阻器R1的取值为多少?(忽略金属导轨的电阻,取g=10 m/s2)解析:沿MN的方向看去,金属棒MN受重力、支持力、安培力,这三个力在同一竖直平面内,如图所示.由受力图及平衡条件有mgsin -BILcos =0由闭合电路的欧姆定律有E=I(R+R1+r)解得R1=7 .答案:7 11.(2015重庆卷,7)音圈电机是一种应用于硬盘、光驱等系统的特殊电动机.如图是某音圈电机的原理示意图,它由一对正对的磁极和一个正方形刚性线圈构成,线圈边长为L,匝数为n,磁极正对区域内的磁感应强度方向垂直于线圈平面竖直向下,大小为B,区域外的磁场忽略不计.线圈左边始终在磁场外,右边始终在磁场内,前后两边在磁场内的长度始终相等.某时刻线圈中电流从P流向Q,大小为I.(1)求此时线圈所受安培力的大小和方向;(2)若此时线圈水平向右运动的速度大小为v,求安培力的功率.解析:(1