【与名师对话】高考物理总复习 课时作业23 新人教版选修31.docVIP

课时作业(二十三)(分钟：45分钟满分：100分)一、选择题(每小题8分，共72分)1(2011广东六校联考)一段长0.2 m，通过2.5 a电流的直导线，关于在磁感应强度为b的匀强磁场中所受安培力f的情况，正确的是()a如果b2 t，f一定是1 n b如果f0，b也一定为零c如果b4 t，f有可能是1 nd如果f有最大值时，通电导线一定与b平行解析当导线与磁场方向垂直放置时，fbil，力最大，当导线与磁场方向平行放置时，f0，当导线与磁场方向成任意其他角度放置时，0fib. 当加一个垂直于a、b所在平面的匀强磁场b时；导线a恰好不再受安培力的作用则与加磁场b以前相比较()ab也恰好不再受安培力的作用bb受的安培力小于原来安培力的2倍，方向竖直向上cb受的安培力等于原来安培力的2倍，方向竖直向下db受的安培力小于原来安培力的大小，方向竖直向下解析当a不受安培力时，ib产生的磁场与所加磁场在a处叠加后的磁感应强度为零，此时判断所加磁场垂直纸面向外，因iaib，所以在b处叠加后的磁场垂直纸面向里，b受安培力向下，且比原来小故选项d正确答案d4如右图所示，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，以下说法中正确的是()a导线a所受合力方向水平向右 b导线c所受合力方向水平向右c导线c所受合力方向水平向左 d导线b所受合力方向水平向左解析首先用安培定则判定导线所在处的磁场方向，要注意是合磁场的方向，然后用左手定则判定导线的受力方向可以确定b是正确的答案b5(2012黄冈中学期中)如图所示，在光滑水平面上一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时磁铁对水平面的压力为n1，现在磁铁左上方位置固定一导体棒，当导体棒中通以垂直纸面向里的电流后，磁铁对水平面的压力为n2 ，则以下说法正确的是()a弹簧长度将变长 b弹簧长度将变短cn1n2 dn1n2解析画出导体棒所在处的磁感线方向，用左手定则可判断出条形磁铁对导体棒的安培力斜向右下，由牛顿第三定律可知，导体棒对条形磁铁的安培力斜向左上，所以弹簧长度将变短，n1n2，选项bc正确答案bc6如右图所示，有两根长为l、质量为m的细导体棒a、b，a被水平放置在倾角为45的光滑斜面上，b被水平固定在与a在同一水平面的另一位置，且a、b平行，它们之间的距离为x.当两细棒中均通以电流强度为i的同向电流时，a恰能在斜面上保持静止，则b的电流在a处产生的磁场的磁感应强度的说法错误的是()a方向向上b大小为c要使a仍能保持静止，而减小b在a处的磁感应强度，可使b上移d若使b下移，a将不能保持静止解析由安培定则可知a正确；由mgsinblicos知b，b错误；若要使b最小，应在垂直斜面向上的方向上，所以c、d正确答案b7(2011泉州模拟)如右图所示，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边受到安培力大小为fadbiod，故b、d错；cd边受到的安培力大小为fadbicd，故b正确答案b8(2011新课标全国)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，其他量不变解析由题意可知磁感应强度bki，安培力fbidki2d，由动能定理可得：fl，解得vi，由此式可判断bd选项正确答案bd9如图甲所示，电流恒定的通电直导线mn，垂直平放在两条相互平行的水平光滑长导轨上，电流方向由m指向n，在两轨间存在着竖直磁场，取垂直纸面向里的方向为磁感应强度的正方向，当t0时导线恰好静止，若b按如图乙所示的余弦规律变化，下列说法正确的是()a在最初的一个周期内，导线在导轨上做往复运动b在最初的一个周期内，导线一直向左运动c在最初的半个周期内，导线的加速度先增大后减小d在最初的半个周期内，导线的速度先增大后减小解析由安培力的表达式fbil结合图乙可知，安培力f在一个周期内随磁感应强度b的变化而变化，在前周期内，安培力f方向不变，大小变小，加速度方向不变，大小变小，由于初速度为零，所以在水平方向上做变加速直线运动；在周期到周期内，磁场方向改变，安培力方向改变，加速度方向改变，速度减小，至周期时速度减小到零，所以d项正确；而后在周期到周期内，mn反向加速，在一个周期结束时又回到原来的位置，即做往复运动，所以a项正确答案ad二、非选择题(共28分)10(14分)如图所示，在倾角为37的光滑斜面上有一根长为0.4 m，质量为6102kg的通电直导线，电流强度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右图所示由平衡条件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b0.4 t所以t5 s.答案5 s11(14分)水平面上有电阻不计的u形导轨nmpq，它们之间的宽度为l，m和p之间接入电动势为e的电源(不计内阻)现垂直于导轨搁一根质量为m，电阻为r的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为b，方向与水平面夹角为且指向右斜上方，如右图所示，问：(1)当ab棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少？(2)若b的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零，b的大小至少为多少？此时b的方向如何？解析从b向a看侧视图如图所示(1)水平方向：ffasin竖直方向：fnfacosmg又fabilbl联立得：fnmg，f.(2)使ab棒受支持力为零，且让磁场最小，可知安培力竖直向上则有famgbmin，根据左手定则判定磁场方向水平向右答案(1)mg(2)方向水平向右拓展题：(2011重庆九校联考)有一长为l0.50 m、质量为m10 g的通电导线cd，由两根绝缘细线水平悬挂在匀强磁场中的z轴上，如右图所示z轴垂直纸面向外，g10 m/s2.求：(1)当磁感应强度b11.0 t，方向与x轴负方向相同时，要使悬线中张力为零，cd中通入的电流i1的大小和方向？(2)当cd中通入方向由c到d大小为i20.40 a的电流，这时磁感应强度b21.0 t，方向与x轴正方向相同，当cd静止时悬线中的张力是多大？(3)当cd中通入方向由c到d、大小为i30.10 a的电流，若磁场方向垂直z轴，且与y轴负方向夹角为30，与x轴正方向夹角为60，磁感应强度b32.0 t，则导线cd静止时悬线中的张力又是多大？解析(1)要使悬线的张力为零，导线cd受到的安培力必须与重力平衡，有mgb1i1l所以i1mg/lb1 a0.20 a由左手定则可判定cd中的电流方向由c到d.(2)根据题意，由左手定则可判定此时cd受到竖直向下的安培力当cd静止时，有mgb2li22t.所以t n0.15 n.(3)根据题意，作出导线cd所受重力、安培力如右图所示这时cd受到的安培力大小f3b3i3l所以f32.00.100.50