2019_2020版高中物理第三章4通电导线在磁场中受到的力课时作业新人教版.docx

4通电导线在磁场中受到的力1.下列各图中,表示通电直导线在匀强磁场中所受磁场力的情况,其中磁感应强度B、电流I、磁场力F三者之间的方向关系错误的是(A)解析:根据左手定则可知A图通电导线受力向左,故A错误;B图通电导线受力向右,故B正确;C图通电导线受力向上,故C正确;D图通电导线受力垂直于电流向上,故D正确.2.(2019浙江嘉兴模拟)如图(甲)所示为海影号电磁推进试验舰艇,船体下部的大洞使海水前后贯通.舰艇沿海平面截面图如图(乙)所示,其与海水接触的两侧壁M和N分别连接舰艇内电源的正极和负极,舰艇内超导体在M,N间产生强磁场,使M,N间海水受到磁场力作用被推出,船因此前进.要使图(乙)中的舰艇向左前进,则所加磁场的方向应为(D)A.水平向左B.水平向右C.竖直向上D.竖直向下解析:海水中电流方向从M流向N,且船向左运动,船受到海水对船的作用力向左,根据牛顿第三定律可知,海水所受的安培力方向向右,再根据左手定则,可知,磁场方向竖直向下.故D正确,A,B,C错误.3.如图所示,长为2l的直导线折成边长相等,夹角为60的V形,并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中,磁感应强度为B.当在该导线中通以电流为I的电流时,该V形通电导线受到的安培力大小和方向为(B)A.BIl竖直向下B.BIl竖直向上C.2BIl竖直向下D.2BIl竖直向上解析:导线在磁场内有效长度为l=2lsin 30=l,故该V形通电导线受到安培力大小为F=BIl=BIl,由左手定则可得方向竖直向上,则选项B正确.4.(2019湖北孝感期末)如图所示,直角三角形闭合线框abc处于匀强磁场中,acb=30,磁场垂直线框平面向里,线框中通入顺时针方向电流时,下列说法正确的是(D)A.ab边受到的安培力向右B.ac边受到的安培力与ab边受到的安培力大小相等C.ab边与bc边受到的安培力的合力大于ac边受到的安培力D.整个线框所受的安培力的合力为零解析:根据左手定则可知ab边受到的安培力向左,故A错误;ac边受到的安培力Fac=BILac,ab边受到的安培力Fab=BILab,因为磁感应强度B和电流I大小相同,且 LacLab,故ac边受到的安培力大于ab边受到的安培力,故B错误;对三角形闭合线框,其中任何两边在磁场中的“有效长度”与第三边长度相等,且电流方向相反,则线框所受安培力的合力为零,故C错误,D正确.5.关于磁电式电流表,以下说法错误的是(C)A.指针稳定后,游丝形变产生的阻碍效果与线圈受到的安培力的转动效果是相反的B.通电线圈中的电流越大,电流表指针偏转角度也越大C.在线圈转动的范围内,各处的磁场都是匀强磁场D.在线圈转动的范围内,线圈所受安培力大小与电流大小有关,而与所处位置无关解析:游丝形变产生的弹力反抗线圈的转动,弹力与线圈受到的安培力的转动效果相反,线圈停止转动,电流表内极靴与圆柱间磁场是均匀辐射磁场,在线圈转动的范围内,不管线圈转到什么角度,它的平面都跟磁感线平行,线圈所在各处的磁场大小相等方向不同,所以安培力与电流大小有关而与所处位置无关,电流越大,安培力越大,指针转过的角度越大,故选项C错误.6.如图所示,在绝缘的水平面上等间距固定着三根相互平行的通电直导线a,b和c,各导线中的电流大小相同,其中a,c导线中的电流方向垂直纸面向外,b导线中的电流方向垂直纸面向内,每根导线都受到另外两根导线对它的安培力作用,则关于每根导线所受安培力的合力,以下说法正确的是(D)A.导线a所受合力方向水平向右B.导线c所受合力方向竖直向上C.导线c所受合力方向水平向左D.导线b所受合力为零解析:由安培定则和磁场叠加关系可知,a导线处磁场方向向上,b导线处磁感应强度为0,c导线处磁场方向向下,根据左手定则可得出导线a受合力方向向左,导线c受合力方向向右,导线b受安培力的合力为零,故选D.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)A.如果台秤的示数增大,说明磁铁左端是北极B.如果台秤的示数增大,说明磁铁右端是北极C.无论如何台秤的示数都不可能变化D.以上说法都不正确解析:如果台秤的示数增大,说明导线对磁铁的作用力竖直向下,由牛顿第三定律知,磁铁对导线的作用力竖直向上,根据左手定则可判断,导线所在处磁场方向水平向右,由磁铁周围磁场分布规律可知,磁铁的左端为北极,A正确,B,C,D错误.8.(2019山东济宁模拟)如图所示,轻质弹簧下面挂有边长为L、质量为m的正方形金属框ABCD,各边电阻相同,金属框放置在磁感应强度大小为B,方向垂直金属框平面向里的匀强磁场中.若A,B两端与电源相连,通以如图所示方向的电流时,弹簧恰好处于原长状态,则通入正方形金属框AB边的电流大小为(B)A. B. C. D.解析:设AB边的电流为I,根据串并联电路的特点,边ADCB的电流为,AD边和BC边受到的安培力相互抵消,由于弹簧处于原长,AB边受到的安培力方向向上大小为F1=BIL,DC边受到的安培力方向向上,大小为 F2=BL,根据平衡关系可知mg=F1+F2,解得I=,故B正确,A,C,D错误.9.(2019甘肃武威期末)如图所示,两根光滑平行金属导轨M,N电阻不计,相距0.2 m,上边沿导轨垂直方向放一个质量为m=510-2 kg的金属棒ab,ab的电阻为0.5 .两金属导轨一端通过电阻R和电源相连,电阻R=2 ,电源电动势E=6 V,电源内阻r=0.5 .如果在装置所在的区域加一个匀强磁场,使ab对导轨的压力恰好是零,并使ab处于静止状态,(g取 10 m/s2),求所加磁场磁感应强度的大小和方向.解析:因ab对导轨压力恰好是零且处于静止状态,ab所受安培力方向一定竖直向上且大小等于重力,由左手定则可以判定B的方向水平向右.ab中的电流I= A=2 A由平衡条件得ILB=mg则B= T=1.25 T.答案:1.25 T水平向右(教师备用)(2019山东平度校级模拟)教师在课堂上做了两个小实验,让小明同学印象深刻.第一个实验叫做“旋转的液体”,在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极,沿内壁边缘放一个圆环形电极,把它们分别与电池的两极相连,然后在玻璃皿中放入导电液体,例如盐水.如果把玻璃皿放在磁场中,液体就会旋转起来,如图(甲)所示.第二个实验叫做“振动的弹簧”,把一根柔软的弹簧悬挂起来,使它的下端刚好跟槽中的水银接触,通电后,发现弹簧不断地上下振动,如图(乙)所示.关于这两个实验的说法正确的是(D)A.图(甲)中,如果只改变N,S极位置,液体的旋转方向不变B.图(甲)中,如果只改变电源的正负极,液体的旋转方向不变C.图(乙)中,如果将水银换成纯酒精,依然可以观察到弹簧不断地上下振动D.图(乙)中,如果改变电源的正负极,依然可以观察到弹簧不断地上下振动解析:图(甲)中,由于在圆柱形电极和边缘间形成电流,电流在磁场中受安培力而发生转动,若改变磁场的方向,安培力方向发生改变,则液体的旋转方向改变,如果改变电源的正负极,电流方向改变,液体所受的安培力方向改变,则液体的旋转方向改变,故A,B错误;图(乙)中若水银换为纯酒精,纯酒精不导电,弹簧在与酒精接触时没有电流流过,从而不会出现上下振动的现象,