【立体设计】高考物理 第8章 第2讲 磁场对电流的作用课后限时作业 新人教版.doc

课后限时作业(三十四)(时间：30分钟 满分：60分)一、选择题(每小题5分，共25分)1用互相垂直的坐标轴分别表示通电直导线在匀强磁场中受力时，i、b、f三者的方向关系，如图所示，不正确的是 ( )【解析】由左手定则可判定b、c、d均正确，a中f方向应向下.【答案】a2图中的d为置于电磁铁两极间的一段通电直导线，电流方向垂直于纸面向里.在开关s接通后，导线d所受磁场力的方向是（ ）a.向上 b.向下c.向左 d.向右【答案】a3通电导体细棒放在倾斜的金属导轨上，接成如右图所示的闭合电路,细棒恰好在导轨上静止.下图中的四个侧视图中已标出了细棒所处的匀强磁场的方向，其中细棒与导轨之间摩擦力可能为零的图是 （ ） 【解析】如果细棒与导轨间没有摩擦力，则细棒处于平衡状态，对选项中四图进行受力分析.可知，只有c图可能处于平衡状态.【答案】c4一段通电直导线，长度为l，电流为i，放在同一个匀强磁场中，导线和磁场的相对位置如图所示的四种情况，通电导线所受到的安培力的大小情况将是（ ）a.（c)和（d)的情况下，导线所受到的安培力都大于（a)的情况b.（b)的情况下，导线不受力c.（b)、(c)的情况下，导线都不受力d.（a)、(b)、(d)的情况下，导线所受安培力大小都相等【解析】（b）的情况下，由于i与b同向，通电导线没受到安培力作用.（a)、(c)、（d)三种情况下，f、i与b三者大小不变且方向总是相互垂直的，所以f的大小相同.【答案】b5如图所示为一种自动跳闸的闸刀开关，o是转动轴，a是绝缘手柄，c是闸刀卡口，m、n接电源线，闸刀处于垂直纸面向里、磁感应强度b=1 t的匀强磁场中，co间距为10 cm.当磁场力为0.2 n时，闸刀开关会自动跳开，则要使闸刀开关能跳开，co中通过的电流的大小和方向为 ( )a.电流方向co b.电流方向occ.电流大小为1 a d.电流大小为0.5 a【解析】若闸刀开关能跳开，则必须受到方向向左的安培力的作用，磁场方向垂直纸面向里，则电流方向oc.安培力大小f=bil=0.2 n,则i= a=2 a,只有b正确.【答案】b二、非选择题(共35分)66分）将长度为20 cm、通有0.1 a电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场的方向如图所示.已知磁感应强度为1 t，试求出下列各图中导线所受安培力的大小和方向.【解析】由左手定则和安培力的计算公式得：（1）因导线与磁感线平行，所以安培力为零；（2）由左手定则知：安培力方向垂直导线水平向右，大小f=bil=10.10.2 n=0.02 n；（3）磁场方向与电流方向仍是垂直的，由左手定则知：安培力的方向在纸面内垂直导线斜向上，大小f=bil=0.02 n.【答案】(1)0 (2)0.02 n,方向垂直导线水平向右 （3）0.02 n，方向在纸面内垂直导线斜向上7（14分）如图所示，有一电阻不计，质量为m的金属棒ab可在两条轨道上滑动，轨道宽为l，轨道平面与水平面间夹角为，置于垂直轨道平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为b.金属棒与轨道间的最大静摩擦力为重力的k倍，回路中电源电动势为e，内阻不计，轨道电阻也不计.问：滑动变阻器调节在什么阻值范围内，金属棒恰能静止在轨道上？【解析】金属棒静止在斜面上，相对运动的趋势不确定，当滑动变阻器的阻值小时，电路中电流大，金属棒有沿斜面向上的运动趋势，反之有向下的运动趋势.假设金属棒刚要向下滑时，静摩擦力达最大值.选金属棒ab为研究对象，进行受力分析，沿轨道方向列平衡方程如下：bi1l=mgsin-kmg，i1=,r1=，若金属棒刚要向上滑时，同理可得：bi2l=mgsin+kmg，i2=,r2=，所以金属棒的电阻应满足：r.【答案】r8（15分）如图所示，电源电动势e=2.4 v,内阻r=0.4 ,电阻r2=0.2 ,cd、ef为竖直平面内的两条平行导轨，处在水平方向的匀强磁场中，其电阻忽略不计.又知ab为金属棒，m=5 g,l=25 cm,电阻r1=0.2 ,且可在光滑轨道上自由滑动，滑动时保持水平，求：（1）s断开、ab保持静止时b的大小.（2）s接通瞬间金属棒的加速度(g取10 m/s2).【解析】s断开时，ab与电源构成闭合回路，由闭合电路的欧姆定律得i= =4 a.ab棒静止，由平衡条件得f安=mg,其中安培力f安=bil，所以磁感应强度的大小b=mg/il= t=510-2 t.(2)s接通瞬间，ab棒与r2并联分流，其并联电阻r并= = =0.1 ,故电路中的总电流i总= = a=4.8 a.由r1=r2=0.2 可知，此时流过r1的电流i=i总=4.8 a=2.4 a,所以，此时ab棒所受安培力