【红对勾】高三物理总复习 课时作业23 磁场及其对电流的作用力.docVIP

课时作业23磁场及其对电流的作用力时间：45分钟满分：100分一、选择题(8864)1如下图所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为b的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直线段ab、bc和cd的长度均为l，且abcbcd135.流经导线的电流为i，方向如图中箭头所示导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力()a方向沿纸面向上，大小为(1)ilbb方向沿纸面向上，大小为(1)ilbc方向沿纸面向下，大小为(1)ilbd方向沿纸面向下，大小为(1)ilb解析：由左手定则及力的合成可知合力方向沿纸面向上，故知选项c、d错误再由安培力公式fbil可得合力大小为(1)ilb，选项a正确，b错误答案：a2在如下图所示电路中，电池均相同，当电键s分别置于a、b两处时，导线mm与nn之间的安培力的大小分别为fa、fb，则这两段导线()a相互吸引，fafb b相互排斥，fafbc相互吸引，fafb d相互排斥，fafb解析：电键s分别置于a、b两处时，电源分别为一节干电池和两节干电池，而电路中灯泡电阻不变，则电路中电流iaib，mm在nn处的磁感应强度babb，应用安培力公式fbil可知fafb，又mm与nn电流方向相反，则相互排斥答案：d3在等边三角形的三个顶点a、b、c处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如右图所示过c点的导线所受安培力的方向()a与ab边平行，竖直向上b与ab边平行，竖直向下c与ab边垂直，指向左边d与ab边垂直，指向右边解析：a处导线在c处产生的磁场b1的方向垂直于ac连线向左下方，b处导线在c处产生的磁场b2的方向垂直于bc连线向右下方b1和b2的合磁场b的方向竖直向下由左手定则可判断出过c点的导线所受安培力的方向与ab边垂直，指向左边c正确答案：c4如下图所示，两个完全相同的通电圆环a、b的圆心o重合、圆面相互垂直放置，通电电流相同，电流方向如图所示，设每个圆环在其圆心o处独立产生的磁感应强度大小为b0，则o处的磁感应强度大小为()a0 b2b0c.b0 d无法确定解析：据安培定则可知，图中a环在圆心o处产生的磁感应强度的方向垂直于纸面向里，b环在圆心o处产生的磁感应强度的方向竖直向下据平行四边形定则可知，圆心o处磁感应强度大小为b0.答案：c5(2011上海高考)如下图，质量为m、长为l的直导线用两绝缘细线悬挂于o、o，并处于匀强磁场中当导线中通以沿x正方向的电流i，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为.则磁感应强度方向和大小可能为()az正向，tan by正向，cz负向，tan d沿悬线向上，sin解析：若b沿z轴正方向，导线无法平衡，a错误；若b沿y轴正方向，由左手定则，受力如图甲，mgbil，所以b正确；若b沿z轴负方向，受力如图乙，tsinbil；tcosmg，所以btan，c正确；若b沿悬线向上，受力如图丙，导线无法平衡，d错误答案：bc6在磁感应强度为b0、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直于纸面向里如下图所示，a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中()ab、d两点的磁感应强度大小相等ba、b两点的磁感应强度大小相等cc点的磁感应强度的值最小db点的磁感应强度的值最大解析：通电直导线在c点的磁感应强度方向与b0的方向相反，b、d两点的磁感应强度方向与b0垂直，故b、d两点磁感应强度大小相等，a点的磁感应强度方向与b0同向，由磁场的叠加知c点的合磁感应强度最小a、c项正确答案：ac7如下图所示，质量为m、长为l的导体棒电阻为r，初始时静止于光滑的水平轨道上，电源电动势为e，内阻不计匀强磁场的磁感应强度为b，其方向与轨道平面成角斜向上方，开关闭合后导体棒开始运动，则()a导体棒向左运动b开关闭合瞬间导体棒mn所受安培力为c开关闭合瞬间导体棒mn所受安培力为d开关闭合瞬间导体棒mn的加速度为解析：磁场方向与导体棒垂直，导体棒所受安培力fbil，方向为垂直于磁场方向与导线方向所确定的平面斜向下，其有水平向右的分量，故a、c错误，b正确导体棒的合力f合fcos(90)fsin，由a得a，d正确答案：bd8如下图所示，abcd四边形闭合线框，a、b、c三点坐标分别为(0，l,0)，(l，l,0)，(l,0,0)，整个空间处于沿y轴正方向的匀强磁场中，通入电流i，方向如图所示，关于四边形的四条边所受到的安培力的大小，下列叙述中正确的是()aab边与bc边受到的安培力大小相等bcd边受到的安培力最大ccd边与ad边受到的安培力大小相等dad边不受安培力作用解析：根据左手定则，ab边受到的安培力大小为fabbiab，bc边平行于磁场方向受力为零，故a错；ad边受到的安培力大小为fadbiod；cd边受到的安培力大小为fcdbicd，故b正确，c、d均错答案：b二、计算题(31236)9如下图所示，在倾角为37的光滑斜面上有一根长为0.4 m，质量为6102 kg的通电直导线，电流i1 a，方向垂直于纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动，整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4 t，方向竖直向上的磁场中设t0时，b0，则需要多长时间，斜面对导线的支持力为零？(g取10 m/s2)解析：斜面对导线的支持力为零时导线的受力如上图所示由平衡条件ftcos37fftsin37mg由解得f，代入数值得：f0.8 n由fbil得b t2 t.b与t的变化关系为b0.4t.所以t5 s.答案：5 s10半径为r，电流为i1的通电圆环圆心a处的磁感应强度为b，在圆环下方距圆心a为l的地方水平放置一根电流为i2的无限长直导线mn时，圆环圆心a处的磁感应强度变为零，设圆环平面与长直导线在同一竖直平面内，如下图所示，求：(1)根据对称性，直导线电流i2在导线正下方l处的b点产生的磁感应强度大小是多少？方向如何？(2)如果把圆环平移到b点，使圆环的圆心与b点重合，则圆环电流与直线电流在b点产生的合磁场的磁感应强度大小是多少？方向如何？解析：(1)圆环电流在圆心a处产生的磁感应强度大小为b，方向垂直纸面向外，加上直导线后，a处的磁感应强度为零，说明，直导线i2在a处产生的磁感应强度大小为b，方向垂直纸面向里又因为a、b两点到直导线的距离相等，因此，直导线i2在b点产生的磁感应强度大小为b，方向垂直纸面向外(2)当把圆环平移到b点后，圆环在b点产生的磁感应强度为b，方向垂直纸面向外；和直导线i2在b点产生的磁感应强度合成后，可得：b点的磁感应强度大小为2b，方向垂直纸面向外答案：(1)b垂直纸面向外(2)2b垂直纸面向外11(2013济宁模拟)粗细均匀的直导线ab的两端悬挂在两根相同的弹簧下边，ab恰好处在水平位置(如下图所示)已知ab的质量为m10 g，长度l60 cm，沿水平方向与ab垂直的匀强磁场的磁感应强度b0.4 t.(1)要使两根弹簧能处在自然状态，既不被拉长，也不被压缩，ab中应沿什么方向、通过多大的电流？(2)当导线中有方向从a到b、大小为0.2 a的电流通过时，两根弹簧均被拉长了x1 mm，求该弹簧的劲度系数(3)当导线中由b到a方向通过0.2 a的电流时两根弹簧被拉长多少？(取g9.6 m/s29.6 n/kg)解析：(1)只有当ab受到的磁场力方向竖直向上且大小等于ab的重力时，两根弹簧才能处于自然状态，根据左手定则，ab中的电流应由a到b，电流的大小由mgbil求得ia0.4 a.(2)当导线中通过由a到b的电流时，受到竖直向上的磁场力作用，被拉长的两根弹簧对ab