学鲁科版选修31 6.1探究磁场对电流的作用 作业（3）.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（3）1在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。下列叙述符合史实的是()a. 奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存在联系b. 安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说c. 法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流d. 楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化2把一根绝缘导线pq弯成两个半圆形状，每个半圆的半径都为r，放置在粗糙的水平桌面上，在桌面上加有竖直向下且磁感应强度为b的匀强磁场，如图所示（俯视图）。现给导线通入由p到q的电流，并逐渐增大电流强度，导线pq始终处于静止状态，则下列说法正确的是a. 增大电流强度的过程中，导线pq对桌面的摩擦力增大b. 增大电流强度的过程中，导线pq对桌面的压力增大c. 当电流强度为i时，导线pq受到的安培力为d. 当电流强度为i时，导线pq受到的安培力为3有一根质量为m、长度为d的通有水平向里的电流i的导体棒，被长度为l的轻质绝缘细线悬挂在天花板上，处于静止，此时在此空间加上竖直向下的匀强磁场，若保持导体棒中的电流i始终不变，细线偏离竖直方向的夹角最大为60，则a. 磁场的磁感应强度大小为b. 磁场的磁感应强度大小为c. 在导体棒摆动过程中细线上拉力最大为d. 在导体棒摆动过程中细线上拉力最大为4在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。下列叙述符合史实的是()a. 奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存在联系b. 安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说c. 法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流d. 楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化5在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。下列叙述符合史实的是()a. 奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存在联系b. 安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说c. 法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流d. 楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化6超导电磁船是一种不需要螺旋桨推进的低噪音新型船，如图是电磁船的简化原理图，mn和cd是与电池相连的两个电极，mn与cd之间部分区域有垂直纸面向内的匀强磁场（磁场由超导线圈产生，其独立电路部分未画出），通电的海水会受到安培力的作用，船体就在海水的反作用力推动下向前驶动以下说法正确的是（）a. 要使船前进，图中mn应接直流电源的负极b. 改变超导线圈中的电流方向或电极的正负，可控制船前进或倒退c. 控制超导线圈中的电流大小和电极间的电流大小，就可以控制船只航行的速度大小d. 该超导电磁船应用的是电磁感应原理7有一根质量为m、长度为d的导体棒，通有垂直纸面向里的电流i，被长度为l的轻质绝缘细线悬挂在天花板上，处于静止。此时在此空间加竖直向下的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为b，保持导体棒中的电流i始终不变，细线偏离竖直方向的夹角最大值为60，导体棒始终保持水平，则（ ）a. 磁场的磁感应强度大小为b=3mg3idb. 磁场的磁感应强度大小为b=3mgidc. 在导体棒摆动过程中细线上拉力最大时上升的高度为(1-32)ld. 在导体棒摆动过程中细线的最大拉力为f=(23-2)mg8很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放，形成一很长的竖直圆筒。一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置，其下端与圆筒上端开口平齐。让条形磁铁从静止开始下落。条形磁铁在圆筒中的运动加速度( )a. 均匀增大b. 先增大，后减小c. 逐渐减小，最后为零d. 先增大，再减小，最后不变9下列说法正确的是( )a. 伽利略通过理想斜面实验说明力是维持物体运动的原因b. “月地检验”通过比较月球公转的向心加速度和地球赤道上物体随地球自转的向心加速度检验万有引力的“平方反比”规律c. 匀速圆周运动是速度大小不变的变加速曲线运动，速度方向始终为切线方向d. 奥斯特发现了电与磁间的关系，即电流的周围存在着磁场；同时他通过实验发现了磁也能产生电，即电磁感应磁现象10如图所示，、两个并排放置的共轴线圈，中通有如图所示的交流电，则下列判断错误的是()a. 在t1到t2时间内，相吸b. 在t2到t3时间内，相斥c. t1时刻两线圈间作用力为零d. t2时刻两线圈间吸引力最大11如图所示，在磁感应强度b=1.0t,方向竖直向下的匀强磁场中,有一个与水平面成=37角的导电滑轨,滑轨上放置一个可自由移动的金属杆ab。已知接在滑轨中的电源电动势e=12v，内阻不计。ab杆长l=0.5m,质量m=0.2kg,杆与滑轨间的动摩擦因数=0.1，滑轨与ab杆的电阻忽略不计。要使ab杆在滑轨上保持静止，求：(g取10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8,可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,结果保留一位有效数字) （1）滑动变阻器r的最大阻值；（2）滑动变阻器r的最小阻值。12如图所示的电路，电源电动势e12v，内阻，电阻， ，间距d=0.2m的两平行金属板水平放置，板间分布有垂直于纸面向里、磁感应强度b=1t的匀强磁场，闭合开关s，板间电场视为匀强电场。将喷墨打印机的喷头对准两板的中点，从喷口连续不断地喷出水平速度的相同带电墨滴，设滑动变阻器接入电路的阻值为。g取，求：（1）当时，电阻消耗的电功率；（2）改变的值，可以使进入板间的带电墨滴做匀速圆周运动，最后与板相碰，碰时速度与初速度的夹角，带电墨滴的比荷多大？此时的阻值为多少？13如图所示，一质量为m的导体棒mn两端分别放在固定的光滑圆形导轨上，两导轨平行且间距为l，导轨处在竖直向上的匀强磁场中。当导体棒中通一自右向左、大小为i的电流时，导体棒静止在与竖直方向成角的导轨上， ，重力加速度为g，求：（1）匀强磁场的磁感应强度大小；（2）每个圆形导轨对导体棒的支持力大小。14如图所示，在倾角为的光滑金属导轨上，放置一根质量为m，长为l，通有电流i的导体棒欲使导体棒静止在斜面轨道上，所加竖直向上的匀强磁场的磁感应强度b应为多大？15水平面上有电阻不计的u形导轨nmpq，宽度为l，m和p之间接入电动势为e的电源（不计内阻）。现垂直导轨搁一根质量为m、电阻为r的金属棒ab，并加一个磁感应强度大小为b范围较大的匀强磁场，方向与水平面夹角为且指向右斜上方。问：(1)当ab棒静止时，ab棒受到的支持力和摩擦力各为多少？(2)若b的方向为水平向右时，要使ab棒所受支持力为零，则b的大小为多少？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1abd【解析】奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存在联系，a正确；安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说，故b正确；法拉第在实验中观察到，在通有不变化电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流，所以c错误；楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故d正确。2ac【解析】在桌面方向上，导线受到安培力和摩擦力，二力平衡，增大电流强度的过程中，安培力增大，故静摩擦力也增大，a正确；在竖直方向上导线受到竖直向上的支持力以及竖直向下的重力， ，故增大电流强度的过程中，导线pq对桌面的压力不变，b错误；导线pq在磁场中的有效长度为，故当电流为i时，导线pq受到的安培力为，c正确d错误3ac【解析】导体棒静止时细线与竖直方向夹角为，细线与竖直方向夹角最大为2=60，根据平衡有，解得，a正确b错误；类比重力场可知导体棒在经过平衡位置时细线上拉力最大，设为，重力和安培力的合力为，经过平衡位置时速度大小设为v，应用动能定理有，应用向心力公式，解得，c正确d错误；故ac正确4abd【解析】奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存在联系，a正确；安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说，故b正确；法拉第在实验中观察到，在通有不变化电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流，所以c错误；楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故d正确。5abd【解析】奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存在联系，a正确；安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说，故b正确；法拉第在实验中观察到，在通有不变化电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流，所以c错误；楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故d正确。6abc【解析】试题分析：利用左手定则判断出海水受到的安培力，根据牛顿第三定律即可判断出船体的受力，即可判断运动方向，当改变超导线圈的电流时，会改变磁场的方向，受力都会发生改变，根据作用力反作用力可知推力发生变化，使得速度变化当mn解直流电源的负极时，海水中电流方向由cd指向mn，是海水受到的安培力向左，根据牛顿第三定律可知，船体受到向右的作用力，故使船体向前运动，a正确；改变超导线圈中中电流的方向，会改变磁场的方向，从而改变海水的受力方向，从而改变船体的受力方向，故能控制船体的前进或后退，b正确；控制超导线圈中的电流大小和电极间的电流大小，根据安培力的计算公式f=bil可知安培力就会发生变化，这样使得对船的推力发生变化，就可以控制船只航行的速度大小，c正确；该超导电磁船应用的是安培力和作用力反作用力的原理，d错误7acd【解析】ab：匀强磁场竖直向下，由左手定则可知，安培力方向水平向左，导体棒向左摆起，细线偏离竖直方向的夹角最大值为60，由动能定理得：bidlsin600mgllcos600=00，解得：b=3mg3id。故a项正确，b项错误。c：根据运动的对称性，当细线偏离竖直方向的夹角为30时，导体棒的速度最大，细线上的拉力最大。此时导体棒上升的高度h=l1cos300=132l，故c项正确。d：当细线从最低点摆至偏离竖直方向的夹角为30的过程，应用动能定理可得：bidlsin300mg1cos300l=12mv2在细线偏离竖直方向的夹角为30的位置，由牛顿第二定律知：fmgcos300bidsin300=mv2l，联立解得：f=23mg2mg。故d项正确。点睛：单摆在重力场中的摆动具有对称性，在等效重力场中的摆动也具有对称性。注意几何最低点与物理最低点的区别。8c【解析】在下落过程中条形磁铁受重力和安培力作用，开始时，由于速率为零，对铜环组成的圆筒磁通不变，没有产生感应电流，故无安培力作用，即条形磁铁只受重力作用，向下加速运动，随着速率的增大，感应电流增大，安培力增大，条形磁铁所受铜环的阻力增大，因此条形磁铁将做加速度逐渐减小的加速运动，直至加速度减为零，所以c正确；abd错误。9c【解析】伽利略通过理想斜面实验否定了力是维持物体运动的原因的观点，故a错误牛顿通过比较月球公转的周期，根据万有引力充当向心力，对万有引力定律进行了“月地检验”，故b错误匀速圆周运动是速度大小不变的变加速曲线运动，加速度方向不断指向圆心，速度方向始终为切线方向故c正确；奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现了电磁感应现象，故d错误；故选c10d【解析】试题分析：根据安培定则确定电流与磁场的方向关系，再根据楞次定律知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化当磁通量增大时，感应电流的磁场与它相反，当磁通量减小时，感应电流的磁场与它相同最后运用同向电流相互吸引，异向电流相互排斥t1到t2时间内线圈中电流正向减小，在线圈中产生感应电流也为正向，故两线圈相互吸引，故a选项说法正确；t2到t3时间内，线圈中电流负向增大，在中产生正向的感应电流，相互排斥，b选项说法正确；t1时刻电流最大，但变化率为零，在中不产生感应电流，两线圈作用力为零，c选项说法正确；t2时刻中电流为零，但变化率最大，中感应电流最大，作用力为零，故d选项说法错误115，3r5【解析】分别画出ab杆在恰好不下滑和恰好不上滑这两种情况下的受力分析图,如图所示。（1）当ab杆恰好不下滑时,如图甲所示。由平衡条件得沿斜面方向：mgsin=fn1+f安1cos垂直斜面方向：fn1=mgcos+f安1sin而f安1=bi1l i1= 解得r1=5（2）当ab杆恰好不上滑时,如图乙所示。由平衡条件得沿斜面方向:mgsin+fn2=f安2cos垂直斜面方向:fn2=mgcos+f安2sin而f安2=bi2l i2= 解得r2=3所以,要使ab杆保持静止，r的取值范围是3r5。12（1）6 w，（2），7.【解析】试题分析：由电路图可知，r1与滑动变阻器串联，由闭合电路欧姆定律可得电路中的电流，由功率公式可求得r1消耗的电功率；粒子做匀速圆周运动，则重力与电场力平衡；由牛顿第二定律可知洛仑兹力充当向心力；由几何关系可求得粒子运动的半径，联立可解得电容器两端的电压；由闭合电路欧姆定律可求得滑动变阻器的阻值。（1）由图可知闭合电路的外电阻为： ，根据闭合电路的欧姆定律可得电流