高中物理 6.1 探究磁场对电流的作用 8每课一练 鲁科版选修31.doc

6.1探究磁场对电流的作用每课一练一、选择题1、关于磁感应强度，下列说法正确的是（ c ）a磁感应强度只是描述磁场强弱的物理量b由b=可知，某处磁感应强度大小与放入该处通电导线的i与l乘积成反比c通电导线所受磁场力为零，该处磁感应强度不一定为零d放置在磁场中，1m长的导线，通过1a的电流，受到的力为1n，该处磁感应强度就是1t2、一根金属棒mn，如图11-38-22所示，两端用办导线连接后悬挂于a、b两点，棒中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从m流向n，此时悬线上有拉力，为了使拉力等于零，可以（ c ）.a适当减小磁感应强度b使磁场反向c适当增大电流d使电流反向【提示】安培力f方向竖直向上，线上有拉力t，说明fmg.欲使t=0，则应使f=mg，而f=ilb.所以使电流i增大或磁感应强度 b增大.3、如图11-38-23所示，条形磁锦旗 在水平桌面上，在其正中央上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则（ a ）.a磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用b磁铁对桌面压力减小，受到桌面的摩擦力作用c磁铁对桌面压力增大，不受桌面的摩擦力作用d磁铁对桌面压力增大，受到桌面的摩擦力作用【提示】可分析直导线的受力（安培力）.条形磁铁在导线处的磁场应是水平向左，直导线受f竖直向下，则条形磁铁受导线的作用力应是竖直向上，故压力减小，无摩擦力.4、电流表中蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐向分布（如图11-38-24所示）.当线圈中通入恒定电流时，线圈将发生转动，电流表的指针也随着偏转，最后停在某一偏角位置上，则在偏转过程中随着偏转角的增大（ c ）.a线圈所受安培力的力矩逐渐增大b线圈所受安培力的力矩逐渐减小c线圈所受安培力的力矩不变d以上说法都不对【提示】均匀辐向分布的磁场不是匀强磁场，线圈转到任一位置其平面均与磁场平行，又由于对称性，图中线圈的左、右两边处的磁感应强度b相同（保持不变），所以磁力矩为mmnibs恒定不变.5、弹簧秤下挂一条形磁棒，其中条形磁棒n极的一部分位于未通电的螺线管内，如图11-38-25所示，下列说法正确的是（ a、c ）a若将a接电源正极，b接负极，弹簧秤示数将减小b若将a接电源正极，b接负极，弹簧秤示数增大c若将b接电源正极，a接负极，弹簧秤示数将增大d若将b接电源正极，a接负极，弹簧秤示数将减小【提示】考虑螺线管通电后产生的磁场与磁棒的相互作用.6、一个可自由运动的轻线圈l1和一个固定的线圈l2互相垂直放置，且两个圆线圈的圆心重合，当两线圈都能以如图11-38-26所示的电流时，则从左向右看，线圈l1将（ b ）.a不动b顺时针转动c逆时针转动d向纸外平动【提示】可用微元法解.l2产生的磁场方向自下向上，对l1上半部的各电流微元应受到指向纸外的安培力（合力），而l1下半部的各电流微元受到指向纸里的安培力（合力），所以l1将顺时针转动（从左向右看）.7、载流导体l1、l2处在同一平面内，l1是固定的，l2可绕垂直于纸面的固定转轴o转动，o为l2的中点，若各自的电流方向如图11-38-27所示.将会发生下列哪种情况（ d ）.a因不受磁场力，l2不动b因l2受的磁场力处处相等，故l2不动cl2绕轴o按顺进针方向转动dl2绕轴o按逆进针方向转动【提示】电流i1在l2处产生的磁场方向为垂直纸面向外，所以l2的各部分（微元）都受到沿纸面向下的安培力作用.因为o点左侧的磁场强，所以l2左半部受的安培力大于右半部分受到的安培力，l2将逆时针方向转动.8、 电磁轨道炮工作原理如图所示待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触电流i从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场 (可视为匀强磁场)，磁感应强度的大小与i成正比通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的办法是()a只将轨道长度l变为原来的2倍b只将电流i增加至原来的2倍c只将弹体质量减至原来的一半d将弹体质量减至原来的一半，轨道长度l变为原来的2倍，其他量不变【解析】 bd弹体所受安培力为f安bil，由动能定理得：bilmv2，只将轨道长度l变为原来的2倍，其速度将增加至原来的倍，a错误；只将电流i增加至原来的2倍，其磁感应强度也随之增加至原来的2倍，其速度将增加至原来的2倍，b正确；只将弹体质量减至原来的一半，其速度将增加至原来的倍，c错误； 将弹体质量减至原来的一半，轨道长度l变为原来的2倍时，其速度将增加至原来的2倍，d正确二、填空题9、在赤道上空某处有一竖直的避雷针，当带正电的云经过避雷针上方时，地磁场对避雷针的作用力方向是水平向东.【提示】放电时电流方向应是自上而下，由左手定则，安培力为水平向东.10、2000年，我国第一艘超导电磁推进船hems-1下水试验. 它取消了传统的螺旋浆，是船舶推进的重大革新，其原理如图11-38-28，强磁场方向竖直，在垂直直于船身方向两边安装正负电极，电极都在海水里.当电源接通时海水中产生垂直于船体方向的强电流，推动船体运动，则如图船将向 右 方向运动，如磁感应强度5t（看做匀强磁场），水通道宽0.5m，产生推力50n，则船上蓄电池中电流为 20 a.【提示】电源接通时，海水中的强电流在图中垂直于磁场方向向上，由左手定则可以判断安培力水平向左，则海水将向左流动，同时船体必受到一水平向右的反作用力，故船向右运动.则安培力f=bil，得i=，代入数据可求得出i=20a.11、电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进的动能杀伤武器，具有速度快、命中率高、发射在本低、污染小等优点，是21世纪的一种理想兵器，它的主要原理如图11-38-29所示.1982年澳大利亚国立大学制成了能把2.2.g的弹体加速到10km/s的电磁炮（常规炮弹约为2km/s）.若轨道宽2m，长为100m，通过的电流为10a，则轨道间所加的匀强磁场b= 55 t,磁场力的最大功率p=1.1107w（轨道摩擦不计）.【提示】弹体在安培力作用下加速，由动能定理ilbs=,得b=55t.磁场力的最大功率pm=fvm=10255104=1.1107w.12、如图11-38-30，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k合上时，棒ab受到的安培力的大小为，方向为向在下方，棒的加速度大小为.【提示】导体棒ab与磁感应强度b垂直，安培力f=ilb=，而f既与b垂直又与i垂直，所以f方向指向左下方，如图11-38-31所示.棒只有水平加速度，由fsin=ma，得=.三、解答题13、如图11-38-32所示，光滑平行导轨宽l，轨道平面与水平面成角，放在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为b，质量为m的金属棒ab垂直于导轨放在轨道平面上，若保持金属棒ab静止不动，棒中应通何方向的多大电流？【提示】由左手定则和平衡条件可以判断，ab所受的安培力只能是水平向右，如图11-38-33所示，电流方向必为ba.由mgsin=ilbcos，得i=【答案】14、在倾角=30的斜面上，固定一金属框，宽l=0.25m，接入电动势e=12v、内阻不计的电池，垂直框面放有一根质量m=0.2kg的金属棒ab，它与框架的动摩擦因数=，整个装置放在磁感应强度b=0.8t，垂直框面向上的匀强磁场中，如图11-38-34.当调节滑动变阻器r的阻值在什么范围内时，可使金属棒静止在框架上？框架与棒的电阻不计，g=10m/s2（取最大静摩擦力与滑动摩擦力相等）.【提示】金属框静止时，摩擦力f方向可能向上，也可能向下，需要讨论.（1）当变阻器r取值较大是，i较小，安培力f较小.金属棒沿框架有下滑趋势，框架对棒的摩擦力沿框面向上，如图11-38-35所