教科版选修31　磁场对通电导线的作用——安培力 第1课时 作业.doc

2磁场对通电导线的作用安培力1把一小段通电直导线放入磁场中，导线受到安培力的作用，关于安培力的方向，下列说法中正确的是 ()a安培力的方向一定跟磁场的方向相同b安培力的方向一定跟磁场的方向垂直，但不一定跟电流方向垂直c安培力的方向一定跟电流方向垂直，但不一定跟磁场方向垂直d安培力的方向既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直d由左手定则知安培力的方向既垂直于磁场又垂直于电流，即安培力垂直于磁场和电流决定的平面，b与i不一定垂直2如图所示，标出了磁场b的方向、通电直导线中电流i的方向，以及通电直导线所受磁场力f的方向，其中正确的是()c由左手定则判断可知，c项正确3.画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向图324解析无论b、i是否垂直，安培力总是垂直于b与i决定的平面，且满足左手定则答案如图所示4.1(多选)下列图中，表示电流i的方向、磁场b的方向和磁场对电流作用力f的方向的关系正确的是 ()bcd由左手定则可知，a图中磁场对电流作用力f的方向应竖直向上，所以a错误，而b、c、d都符合左手定则5.如图326所示，在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线，电流为i，磁感应强度为b，求各导线所受安培力的大小图326解析a图中，fabil.b图中，不论导线怎么放，导线都在纸面内，b与i垂直，故fbbil.c图中是两根导线组成的折线abc，整体受力实质上是两部分直导线分别受力的矢量和，其有效长度为l，故fcbil.d图中是从ab的半圆形电流，分析圆弧上对称的每一小段电流，可知其有效长度为2r，故fd2bir.e图中是一个闭合线圈，各段导线受力的矢量和为零，故合力为零所以，整体在磁场中的闭合通电线圈所受安培力为零，fe0.答案见解析6如图327，一段导线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图327a将导线分为三段直导线，根据左手定则分别判断出各段所受安培力的方向，计算出安培力的大小，再求合力导线所受合力f合ilb2bilsin 45(1)ilb，方向沿纸面向上7.如图328所示，把轻质导电线圈用绝缘细线悬挂在磁铁n极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面，线圈内通入如图方向的电流后，线圈()a向左运动b向右运动c静止不动 d无法确定图328a解法一等效法把通电线圈等效成条形磁铁由安培定则可知，线圈等效成条形磁铁后，左端是s极，右端是n极，异名磁极相互吸引，线圈向左运动解法二电流元法如图所示，取其中的上、下两小段分析，根据其中心对称性可知，线圈所受安培力的合力水平向左，故线圈向左运动8.用两根细线把两个完全相同的圆形导线环悬挂起来，让二者等高平行放置，如图329所示，当两导线环中通入方向相同的电流i1、i2时，则有()a两导线环相互吸引b两导线环相互排斥c两导线环无相互作用力d两导线环先吸引后排斥图329a通电的导线环周围能够产生磁场，磁场的基本性质是对放入其中的磁体或电流产生力的作用由于导线环中通入的电流方向相同，二者同位置处的电流方向完全相同，相当于通入同向电流的直导线，据同向电流相互吸引的规律，判知两导线环应相互吸引，故a正确9关于通电导线所受安培力f的方向、磁场b的方向和电流i的方向之间的关系，下列说法正确的是()af、b、i三者必须保持相互垂直bf必须垂直b、i，但b、i可以不相互垂直cb必须垂直f、i，但f、i可以不相互垂直di必须垂直f、b，但f、b可以不相互垂直b安培力f总是与磁场b和电流i决定的平面垂直，但b与i(即导线)可以垂直，也可以不垂直；通电导线受安培力时，f与磁场及f与电流都是垂直的，故a、c、d错误，b正确10一个可以自由运动的线圈l1和一个固定的线圈l2互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，如图3210所示当两线圈中通以图示方向的电流时，从左向右看，线圈l1将()a不动 b顺时针转动c逆时针转动 d向纸面内平动图3210b环形电流i1、i2之间不平行，则必有相对转动，直到两环形电流同向平行为止，据此可得，从左向右看，线圈l1将顺时针转动11如图3211所示，导线abc为垂直折线，其中电流为i，abbcl，导线所在的平面与匀强磁场垂直，匀强磁场的磁感应强度为b，求导线abc所受安培力的大小和方向图3211解析方法一：ab段所受的安培力大小fabilb，方向向右，bc段所受的安培力大小fbcilb，方向向上，所以该导线所受安培力为这两个力的合力，如图所示，filb，方向沿abc的平分线向上方法二：把导线abc等效成直导线ac，则等效长度acl，故安培力fbililb，方向垂直于ac，即沿abc的平分线向上答案ilb方向沿abc的平分线向上12.如图3215所示，导体杆ab的质量为m，电阻为r，放置在与水平面夹角为的倾斜金属导轨上，导轨间距为d，电阻不计，系统处在竖直向上的匀强磁场中，磁