2019_2020学年高中物理课时作业15探究安培力（含解析）粤教版选修3_1.docx

课时分层作业(十五)探究安培力(时间：40分钟分值：100分)基础达标练一、选择题(本题共6小题，每小题6分)1关于磁感应强度B、电流强度I、导线长L和导线所受磁场力F的关系，下列说法中正确的是()A在B0的地方，F一定等于零B在F0的地方，B一定等于零C若B1 T，I1 A，L1 m，则F一定等于1 ND若L1 m，I1 A，F1 N，则B一定等于1 TA当B0时，导线一定不受磁场力，F一定为零但是用B判断B或计算F时，B一定要和通电导线垂直，没有垂直这个条件，B不成立故B、C、D错误，A正确2关于通电直导线在磁场中所受的安培力，下列说法正确的是()A磁感应强度跟导线所受的安培力成正比B安培力的方向跟磁感应强度的方向垂直C磁感应强度的方向跟安培力的方向相同D通电直导线在磁场中某处受到的安培力为零，则该处的磁感应强度一定为零B磁感应强度B的大小只决定于磁场本身的性质，跟导线所受的安培力及电流与导线长度均没有关系，故A错误；根据左手定则可知，安培力方向与磁场和电流组成的平面垂直，即与电流和磁场方向都垂直，故B正确，C错误；当电流方向与磁场的方向平行，所受安培力为0，而此时的磁感应强度不为零，故D错误3.如图所示，光滑绝缘的斜面与水平面的夹角为.导体棒ab静止在斜面上，ab与斜面底边平行，通有图示的恒定电流I.空间充满竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B.现缓慢增大(0B1；故A、B、C处的磁感应强度的矢量和为(B1B2)、(B2B1)、B1B2.可知A、C两点的磁感应强度大小相同；A、B两点的磁感应强度方向相同故A、B、D错误，C正确5如图所示，四边形的通电闭合线框abcd处在垂直线框平面的匀强磁场中，它受到磁场力的合力()A竖直向上B方向垂直于ad斜向上C方向垂直于bc斜向上D为零D由题意可知abcd中电流组成一个封闭的电流，其有效长度为零，所以线框abcd所受安培力的合力为零，选项D正确6长度为L、通有电流为I的直导线放入一匀强磁场中，电流方向与磁场方向如图所示，已知磁感应强度为B，对于下列各图中，导线所受安培力的大小计算正确的是()AA图中，导线不和磁场垂直，故将导线投影到垂直磁场方向上，故FBILcos ，A正确；B图中，导线和磁场方向垂直，故FBIL，B错误；C图中导线和磁场方向垂直，故FBIL，C错误；D图中导线和磁场方向垂直，故FBIL，D错误二、非选择题(14分)7.如图所示，线圈平面与水平方向夹角60，磁感线竖直向下，线圈平面面积S0.4 m2，匀强磁场磁感应强度B0.6 T，则穿过线圈的磁通量为多少？把线圈以cd为轴顺时针转过120角，则通过线圈磁通量的变化量为多少？解析线圈在垂直磁场方向上的投影面积SScos 600.40.5 m20.2 m2穿过线圈的磁通量BS0.60.2 Wb0.12 Wb.线圈以cd为轴顺时针方向转过120角后变为与磁场垂直，但由于此时磁感线从线圈平面穿入的方向与原来相反，故此时通过线圈的磁通量2BS0.60.4 Wb0.24 Wb.故磁通量的变化量|2|0.240.12| Wb0.36 Wb.答案0.12 Wb0.36 Wb能力提升练一、选择题(本题共4小题，每小题6分)1(多选)通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，电流方向如图所示，ab边与MN平行关于MN的磁场对线框的作用，下列叙述正确的是()A线框有两条边所受的安培力方向相同B线框有两条边所受的安培力大小相同C线框所受安培力的合力向左D线框将绕MN转动BC通电矩形线框abcd在无限长通电直导线形成的磁场中，受到磁场力的作用，对于ad边和bc边，所在的磁场相同，但电流方向相反，所以ad边、bc边受磁场力(安培力)大小相同，方向相反，即ad边和bc边受合力为零而对于ab和cd两条边，由于在磁场中，离长直导线的位置不同，ab边近而且由左手定则判断受力向左，cd边远而且由左手定则判断受力向右，所以ab边、cd边受合力方向向左，故B、C选项正确2如图所示，水平桌面上放置一根条形磁铁，磁铁中央正上方用绝缘弹簧悬挂一水平直导线，并与磁铁垂直当直导线中通入图中所示方向的电流时，可以判断出()A弹簧的拉力增大，条形磁铁对桌面的压力减小B弹簧的拉力减小，条形磁铁对桌面的压力减小C弹簧的拉力增大，条形磁铁对桌面的压力增大D弹簧的拉力减小，条形磁铁对桌面的压力增大A如图所示，画出直导线附近的条形磁铁的磁感线，由左手定则可知，直导线受向下的安培力，由于力的作用是相互的，因此条形磁铁受向上的作用力，故A正确3如图所示，质量m0.5 kg、长L1 m的通电导体棒在安培力作用下静止在倾角为37的光滑绝缘框架上，磁场方向垂直于框架向下(磁场范围足够大)，右侧回路电源电动势E8 V，内电阻r1 ，额定功率为8 W、额定电压为4 V的电动机正常工作，(取g10 m/s2)则()A回路总电流为2 AB电动机的额定电流为4 AC流经导体棒的电流为4 AD磁感应强度的大小为1.5 TD电动机正常工作时，有PMUIM，代入数据解得IM2 A，通过电源的电流为I总 A4 A，流过导体棒的电流I为II总IM4 A2 A2 A故A、B、C错误；导体棒静止在导轨上，由共点力的平衡可知，安培力的大小等于重力沿斜面向下的分力，即：Fmgsin 370.5100.6 N3 N，由安培力的公式FBIL，解得B1.5 T，故D正确4有四条垂直于纸面的长直固定导线电流方向如图所示，其中a、b、c三条导线到d导线的距离相等，三条导线与d的连线互成120度角四条导线的电流大小为都为I，其中a导线对d导线的安培力为F.现突然把c导线的电流方向改为垂直于纸面向外，电流大小不变此时d导线所受安培力的合力为()A0BFCFD2FDa导线对d导线的安培力为F，三条导线与d的连线互成120，因此在c导线的电流方向改变之前，d导线所受安培力的合力为零；当c导线的电流方向改变之后，a、b导线对d导线的安培力夹角为120，大小为F，因此此两个安培力的合力为F，方向指向c导线，而c导线对d导线的安培力大小为F，方向指向c导线，那么此时三导线对d导线所受安培力的合力为2F，故A、B、C错误，D正确二、非选择题(26分)5(12分)音圈电机是一种应用于硬盘、光驱等系统的特殊电动机如图是某音圈电机的原理示意图，它由一对正对的磁极和一个正方形刚性线圈构成，线圈边长为L，匝数为n，磁极正对区域内的磁感应强度方向垂直于线圈平面竖直向下，大小为B，区域外的磁场忽略不计线圈左边始终在磁场外，右边始终在磁场内，前后两边在磁场内的长度始终相等某时刻线圈中电流从P流向Q，大小为I.(1)求此时线圈所受安培力的大小和方向；(2)若此时线圈水平向右运动的速度大小为v，求安培力的功率解析(1)由左手定则可以判断出线圈所受安培力的方向水平向右由于线圈与磁场垂直，故线圈所受安培力的大小FnIBL.(2)此时安培力的功率PFvnIBLv.答案(1)nIBL水平向右(2)nIBLv6(14分)如