学鲁科版选修31 6.1探究磁场对电流的作用 作业（1）.docx

2017-2018学年度鲁科版选修3-1 6.1探究磁场对电流的作用 作业（1）1如图所示,闭合矩形线圈abcd与长直导线mn在同一平面内,线圈的ab、dc两边与直导线平行,直导线中有逐渐增大、但方向不明的电流,则 ( )a. 可知道线圈中的感应电流方向b. 可知道线圈各边所受磁场力的方向c. 无法判断整个线圈所受的磁场力的方向d. 无法判断线圈中的感应电流方向,也无法判断线圈所受磁场力的方向2如图所示，两平行光滑金属导轨固定在绝缘斜面上，导轨间距为l，劲度系数为k的轻质弹簧上端固定，下端与水平直导体棒ab相连，弹簧与导轨平面平行并与ab垂直，直导体棒垂直跨接在两导轨上，空间存在垂直导轨平面斜向上的匀强磁场闭合开关k后，导体棒中的电流为i，导体棒平衡时，弹簧伸长量为；调转图中电源极性使棒中电流反向，导体棒中电流仍为i，导体棒平衡时弹簧伸长量为.忽略回路中电流产生的磁场，则磁感应强度b的大小为()a. () b. ()c. () d. ()3如图所示，水平面上有电阻不计的u形导轨nmpq处于匀强磁场中，磁感应强度大小为b，方向与水平面夹角为q，垂直于ab且指向右斜上方导轨宽度为l，m和p之间接入一电动势为e，内阻不计的电源，垂直于导轨搁一根质量为m、接入导轨间的电阻为r的金属棒ab，当ab棒静止时，电路中的电流为i，导体棒与导轨的摩擦因数为m，ab棒受到的摩擦力的大小（）a. bilsinq b. bilcosq c. m（mgbilsinq） d. m（mgbilsinq）4如图所示为电流天平，可用来测量匀强磁场的磁感应强度.天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，线圈匝数为n，水平边长为l，线圈的下部处在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面当线圈中通有电流i（方向如图）时，在天平左、右两边加上质量分别为m1、m2的砝码，天平平衡当电流反向（大小不变）时，左边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡由此可知（）a. 磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为b. 磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为c. 磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为d. 磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为5以下涉及物理学史的四个重大发现符合事实的是（ ）a. 楞次发现了电流热效应的规律b. 库仑总结出了点电荷间相互作用的规律c. 焦耳发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕d. 亚里士多德将斜面实验的结论合理外推，证明了自由落体运动是匀变速直线运动6如图所示，在磁感应强度为b，范围足够大的水平匀强磁场内，固定着倾角为的绝缘斜面，一个质量为m、电荷量为q的带电小物块以初速度v0沿斜面向上运动，小物块与斜面间的动摩擦因数为.设滑动时电荷量不变，在小物块上滑过程中，其加速度大小a与时间t的关系图象，可能正确的是()a. b. c. d. 7某兴趣小组同学制作出一个可以测量电流的仪器，其主要原理如图所示，铜棒左右两侧的中点分别固定相同弹簧，铜棒所在的虚线范围内有垂直于纸面的匀强磁场，两弹簧为原长时，指针指向 0 刻度。在测量一个自上而下电流时指针在 0 刻度左边静止。由题中所给条件，判断正确的是（ ）a. 可知磁场的方向垂直于纸面向外b. 仅改变磁场方向，指针将在 0 刻度左边静止c. 仅改变电流的方向，指针将在 0 刻度左边静止d. 同时改变磁场和电流的方向，指针仍在 0 刻度右边静止8如图所示，空间中有斜向右下方与水平方向成角的匀强磁场，一绝缘竖直挡板mn垂直于纸面所在的竖直平面，一根通有垂直纸面向外电流的水平金属杆，紧贴挡板上的o点处于静止状态。下列说法正确的是( )a. 若挡板mn表面光滑，略减小金属杆中电流，金属杆可能仍然静止于o点b. 若挡板mn表面光滑，略增大金属杆中电流，要保持金属杆仍然静止，可将挡板绕过o点垂直纸面的轴逆时针转动一定角度c. 若挡板mn表面粗糙，略增大金属杆中电流，金属杆可能仍然静止，且金属杆所受的静摩擦力一定增大d. 若挡板mn表面粗糙，略减小金属杆中电流，金属杆可能仍然静止，且金属杆所受的静摩擦力方向可能竖直向上9中国宋代科学家沈括在梦溪笔谈中最早记载了地刺偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图，结合上述材料，下列说法正确的是（）a. 地理南、北极与地磁场的南、北极不重合b. 地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近c. 地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行d. 形成地磁场的原因可能是带负电的地球自转引起的10已知通有电流i的长直导线在距导线r处产生的磁场为，式中k为常量。如图所示，三根相同的长直导线a、b、c固定在同一水平面中。ab与bc的间距相等，导线b中通有垂直于纸面向里的电流，a、c中通有垂直于纸面向外的电流，电流强度均相等。三根导线处于竖直向下的匀强磁场中，且导线a在导线b处产生的磁场与匀强磁场的磁感应强度大小相等。下列说法正确的是（ ）a. 导线a所受安培力的方向水平向左b. 导线b所受安培力的方向水平向左c. 导线a、b所受的安培力大小之比为2：1d. 导线b、c所受的安培力大小之比为2：311如图所示，在倾角为的光滑斜面上，放置一段通有电流强度i，长度l，质量m的导体棒a（电流方向向里）。求：（1）若空间中有竖直向上的匀强磁场，求磁场强度的大小；（2）若磁场方向任意，要使导体棒a静止在斜面上且对斜面无压力，所加匀强磁场磁感应强度的大小和方向。12金属杆在相距1m的水平轨道上与轨道垂直放置，金属杆上通以i=4a的恒定电流，如图所示，匀强磁场b=0.1t,方向垂直轨道平面，则：判断金属杆所受安培力的方向；球金属杆受安培力的大小.13下图是导轨式电磁炮实验装置示意图。两根平行长直金属导轨沿水平方向固定，其间安放金属滑块（即实验用弹丸）。滑块可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触。电源提供的强大电流从一根导轨流入，经过滑块，再从另一导轨流回电源。滑块被导轨中的电流形成的磁场推动而发射。在发射过程中，该磁场在滑块所在位置始终可以简化为匀强磁场，方向垂直于纸面，其强度与电流的关系为b=ki，比例常量k=510-7t/a。已知两导轨内侧间距l=2.0cm，滑块的质量m=40g，滑块沿导轨滑行2m后获得的发射速度v=100m/s（此过程视为匀加速运动）。（1）求发射过程中电源提供的电流强度。（2）若此滑块射出后随即以速度v沿水平方向击中固定在水平面上的砂箱，它嵌入砂箱的深度为s。设滑块质量为m，求滑块对砂箱平均冲击力的表达式试卷第5页，总5页本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。参考答案1b【解析】由于不知道直导线中的电流方向，无法判断线圈中产生的感应电流的方向，a错误；由于直导线中的电流增大，所以导致线圈磁通量增大，从而产生感应电流。根据楞次定律可知，线圈处于磁场中，受到磁场力使其阻碍磁通量增大，所以线圈有靠近通电导线的趋势，同时线圈有收缩的趋势。由于靠近导线磁场越强，所以ab边受到的磁场力一定向右，因磁场方向相同，但电流方向相反，所以cd边受到的磁场力一定向左。由于时线圈有收缩的趋势，所以ad边受到的安培力向下，bc边受的安培力向上。即可以判断线圈各边所受到的磁场的方向，故b正确d错误。ad边和bc边所受的安培力方向相反、大小相等，互相抵消，ab边所受安培力大于bc边所受安培力，故线圈所受合力向左。即可以判断整个线圈所受的安培力的方向，c错误2d【解析】弹簧伸长量为时，导体棒所受安培力沿斜面向上，根据平衡条件沿斜面方向有： ；电流反向后，导体棒所受安培力沿斜面向下，根据平衡条件沿斜面方向： ，联立两式得，d正确3a【解析】根据左手定则可知，棒ab所受的安培力方向垂直与棒斜向上方，其受力截面图为：fx合f摩fsinq0；fbil；解得：f摩bilsinq，故选a。4d【解析】当b的方向垂直纸面向里，开始线圈所受安培力的方向向向下，电流方向相反，则安培力方向反向，变为竖直向上，相当于右边少了两倍的安培力大小，所以右边应加砝码，故ab错误，当b的方向垂直纸面向外，开始线圈所受安培力的方向向向上，电流方向相反，则安培力方向反向，变为竖直向下，相当于右边多了两倍的安培力大小，需要在左边加砝码有mg=2nbil，所以故c错误、d正确故选d点睛：本题考查安培力的计算及运用，解决本题的关键掌握安培力方向的判定，然后知道利用力的平衡去求解问题，此题题目较新颖5b【解析】焦耳发现了电流热效应的规律，选项a错误；库仑总结出了点电荷间相互作用的规律，选项b正确；奥斯特发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕，选项c错误；伽利略将斜面实验的结论合理外推，证明了自由落体运动是匀变速直线运动，选项d错误；故选b.6c【解析】根据牛顿第二定律，沿斜面方向： ，垂直斜面方向： 联立解得 速度越小，加速度越小，速度减小的越慢，加速度减小的越慢，但减不到零，故c正确，abd错误。故选：c点睛：根据牛顿第二定律列出加速度的表达式，加速度越小，速度减小的越慢，加速度减小的越慢，但减不到零。7a【解析】电流向下时，指针在0刻线左侧，弹力向右，则说明电流受安培力向左，由左手定则知，磁场垂直于纸面向外，故a正确；仅磁场改变或仅改变电流方向，由左手定则可知受力向右，则弹力向左，指针将在右侧静止，故bc错误；同时改变磁场和电流的方向，安培力方向仍向左，故指针仍在0刻度左边静止，故d错误；故选a.8bd【解析】a、若挡板mn表面光滑，对导体棒受力分析，受重力、支持力和安培力，如图所示：根据平衡条件，有n=mgtan，；如果略减小金属杆中电流，则f略减小，而方向不变，支持力方向也不变，根据平衡条件，支持力和安培力大小应该不变，显然矛盾，故a错误；b、三力平衡时，三个力可以构成首尾相连的矢量三角形，如图所示：略增大金属杆中电流，则安培力略增大，要重新平衡，可以将挡板绕过o点垂直纸面的轴逆时针转动一定角度，即支持力逆时针转动一定角度，如图所示，故b正确；c、挡板mn表面粗糙，受重力、支持力、静摩擦力和安培力，其中静摩擦力可能向上、向下或者为零；略增大金属杆中电流，安培力增大，金属杆可能仍然静止，如果原静摩擦力向上，则fcos+f=mg，故静摩擦力可能是减小的，故c错误；d、挡板mn表面粗糙，略减小金属杆中电流，安培力减小，金属杆可能仍然静止，如果静摩擦力向上，则静摩擦力是增加的，故d正确；故选bd。【点睛】本题考查含安培力的共点力平衡，关键是结合合成法、正交分解法作图分析，注意摩擦力的方向有多种可能，要分别讨论。9abd【解析】地球的地理南极和地理北极与地球的磁南极和磁北极不重合，存在一定的磁偏角，故a、b选项正确；地球两极的磁场与地面垂直，故c选项错误；地球自转方向自西向东，地球的南极是地磁场的北极，由安培定则判断可知地球是带负电的，故d正确；故选abd.点睛：本题考查了地磁场的性质以及磁通量等内容，要注意借助地磁场的磁场分布分析地磁场对应的性质.10bd【解析】a、以导线a为研究对象，在导线b产生的磁场中受到水平向左的安倍力，在导线c产生的磁场中受到水平向右的安倍力，在匀强磁场中受到水平向右的安倍力，故导线a所受安培力的方向水平向右，故a错误；b、以导线b为研究对象，在导线a产生的磁场中受到水平向右的安倍力，在导线c产生的磁场中受到水平向左的安倍力，在匀强磁场中受到水平向左的安倍力，故导线b所受安培力的方向水平向左，故b正确；cd、以导线c为研究对象，在导线a产生的磁场中受到水平向左的安倍力，在导线b产生的磁场中受到水平向右的安倍力，在匀强磁场中受到水平向右的安倍力，导线a、b所受的安培力大小之比为，导线b、c所受的安培力大小之比为，故c错误，d正确；故选bd。11(1) (2) ， 方向水平向左【解析】对导体棒受力分析，根据共点力平衡求出安培力的大小，从而根据安培力的公式求出磁感应强度的大小当棒子对斜面无压力，则导体棒所受重力和安培力平衡，根据平衡，结合安培力的公式求出磁感应强度的大小，根据左手定则判断磁感应强度的方向（1）若磁场方向竖直向上，由导线受力情况可知在水平方向上： 在竖直方向上： 其中 联立以上各式可解得： ；（2）当安培力与重力平衡时，导体棒对地面没有压力则有： ， 得,水平向左。12方向水平向左；