鲁科版选修31 探究磁场对电流的作用 第1课时 作业.doc

第1节探究磁场对电流的作用1下列关于导体在磁场中受力的说法正确的是()a通电导体在磁场中一定受到安培力的作用b通电导体在磁场中有时不会受到安培力的作用c通电导体中的电流方向与磁场方向不平行也不垂直时，不会受到安培力的作用d只要导体放入磁场中，无论是否通电都会受到安培力的作用b磁场对通电导体有力的作用，将导体放入磁场，不通电也就无电流，无电流也就不会受到安培力的作用，选项d错误；通电导体放入磁场中，也不一定就受到安培力的作用，当导体方向与磁场方向平行时，导体不受安培力的作用，当导体与磁场方向垂直时，导体受到的安培力最大，其他情况下，受到的安培力介于0与最大值之间，由此可见，选项a、c错误，b正确2如图所示，通电导线均置于匀强磁场中，其中导线受到的安培力方向向右的是() b根据左手定则，选项a中导线受到的安培力方向向左，选项b中导线受到的安培力方向向右，选项c中导线与磁场方向平行，不受安培力，选项d中导线受到的安培力方向垂直纸面向里，故a、c、d错误，b正确3.在匀强磁场中，有一根长度为0.1 m的通电直导线，直导线中的电流为10 a，直导线受磁场力大小为0.02 n，则磁场的磁感应强度大小可能为()a0.08 tb0.004 tc0.01 t d0.005 ta当通电直导线与磁场垂直时有b0.02 t若b0.08 t，直导线与磁场成合适夹角时，直导线受到的磁场力大小可以为0.02 n，选项a对；若b0.01 t、0.004 t或0.005 t，直导线无论与磁场成多大夹角，直导线受到的磁场力大小都不可能为0.02 n，选项b、c、d均错4如图615所示，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abcd所受到的磁场的作用力的合力为()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615a导线abcd的有效长度为线段ad，由几何知识知lad(1)l，故线段abcd所受的合力大小filadb(1)ilb，导线有效长度的电流方向为ad，据左手定则可以确定导线所受合力方向沿纸面向上，故选项a正确5.一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当两线圈通以如图616所示的电流时，从左向右看，则线圈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616b方法一：直线电流元分析法把线圈l1沿转动轴分成上下两部分，每一部分又可以看成无数直流电流元，电流元处在l2产生的磁场中，据安培定则可知各电流元所在处磁场向上。由左手定则可得，上部电流元所受安培力均指向纸外，下部电流元所受安培力均指向纸内，因此从左向右看线圈l1顺时针转动方法二：等效分析法把线圈l1等效为小磁针，该小磁针刚好处于环形电流i2的中心，通电后，小磁针的n极应指向该点环形电流i2的磁场方向，由安培定则知l2产生的磁场方向在其中心竖直向上，而l1等效成小磁针后转动前，n极指向纸内，因此应由向纸内转为向上，所以从左向右看，线圈l1顺时针转动方法三：利用结论法环形电流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l1的转动方向应是从左向右看线圈l1顺时针转动6如图617所示，一弓形线圈通有逆时针方向的电流，在其圆弧的圆心处垂直于纸面放置一直导线，当直导线通有垂直纸面向里的电流时，线圈将()aa端向纸内，b端向纸外转动，且靠近导线ba端向纸内，b端向纸外转动，且远离导线ca端向纸外，b端向纸内转动，且靠近导线da端向纸外，b端向纸内转动，且远离导线图617a由右手螺旋定则知，直导线电流产生的磁感线在纸面内是同心圆，方向为顺时针，由于圆弧与磁感线重合，不受安培力，在ab直导线上下部分各取一小段，由左手定则判断得知，a端的受力向内，b端的受力向外，可知a端向内、b端向外转动，转动后，线圈受到指向直导线的力，向直导线靠近，a对7图6110中的d为置于电磁铁两极间的一段通电直导线，电流方向垂直于纸面向里在开关s接通后，导线d所受安培力的方向是()a向上b向下c向左 d向右图6110a由右手螺旋定则可知，软铁芯在导线处的磁场方向向左，由左手定则可知，导线d受到的安培力方向向上，选项a对8(多选)所谓电流表的灵敏度，是指在通入相同电流的情况下，指针偏转角度的大小，偏角越大，灵敏度越高下列方法中可提高磁电式电流表灵敏度的是()a增强永久磁铁的磁性b增大螺旋弹簧的劲度系数c增大线圈的面积 d增加线圈的匝数acd通电线圈在磁场中转动时，螺旋弹簧变形，阻碍线圈的转动电流越大，安培力就越大，螺旋弹簧的形变也就越大要提高电流表的灵敏度，就要在通入相同的电流时，让指针的偏转角度增大所以要减小螺旋弹簧的劲度系数，同时使安培力变大，即增强永久磁铁的磁性、增大线圈的面积和增加线圈的匝数9如图6111所示，长为2l的直导线折成边长相等、夹角为60的v形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为b，当在该导线中通以电流i时，该v形通电导线受到的安培力大小为()a0 b0.5bilcbil d2bil图6111c解题的关键在于理解安培力公式filb中l指的是“有效长度”v形通电导线的有效长度为2lsin 30l，所以该v形通电导线受到的安培力大小为ilb，选项c正确10如图6112所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在其上方固定一根与磁铁垂直的长直导线，当导线中通以图示方向的电流时()图6112a磁铁对桌面的压力减小，且受到向左的摩擦力作用b磁铁对桌面的压力减小，且受到向右的摩擦力作用c磁铁对桌面的压力增大，且受到向左的摩擦力作用d磁铁对桌面的压力增大，且受到向右的摩擦力作用b根据左手定则可判断出直导线所受安培力斜向右下方，电流与磁铁间的相互作用满足牛顿第三定律，则直导线对磁铁的作用力为斜向左上方，故磁铁对桌面的压力会减小，且受到向右的摩擦力作用，选项b正确11.请画出在图中所示的甲、乙、丙三种情况下，导体棒所受安培力的方向解析画出甲、乙、丙三种情况的侧面图，利用左手定则判定出甲、乙、丙三种情况下，导体棒所受安培力的方向如图所示答案12.如图614所示，放在磁感应强度为b1.0 t的匀强磁场中的导体abc中通有方向由abc、大小为i2.0 a的电流，ab0.3 m，bc0.4 m则该导体受到的安培力大小为_，方向为_图614解析方法一：导体ab所受的安培力为fabbiab0.6 n，方向垂直于ab向右，导体bc所受的安培力为fbcbibc0.8 n，方向垂直于bc向上，如图所示合力为f1 n，方向垂直于ac连线斜向右上方方法二：导体abc在磁场中的有效长度为l0.5 m，则导体受到的安培力为fbil1 n，方向垂直于ac连线斜向右上方答案1 n垂直于ac连线斜向右上方13.如图618所示，在与水平方向夹角为60的光滑金属导轨间有一电源，在相距1 m的平行导轨上放一质量为m0.3 kg的金属棒ab，通以从ba、i3 a的电流，磁场方向竖直向上，这时金属棒恰好静止求：图618(1)匀强磁场磁感应强度的大小；(2)ab棒对导轨压力的大小(g取10 m/s2)解析(1)受力分析如图所示，ab棒静止，沿斜面方向受力平衡，则mgsin ilbcos .b t1.73 t.(2)设导轨对ab棒的支持力为n，由牛顿第三定律得，ab棒对导轨的压力大小为：nn n6 n.答案(1)1.73 t(2)6 n14如图619所示，一长为10 cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中；磁场的磁感应强度大小为0.1 t，方向垂直于纸面向里；弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘金属棒通过开关与一电动势为12 v的电池相连，电路总电阻为2 .已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5 cm；闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3 cm.重力加速度大小取10 m/s2.判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向，并求出金属棒的质量. 图619解析依题意，开关闭合后，电流方向从b到a，由左手定则可知，金属棒所受的安培力方向竖直向下开关断开时，两弹簧各自相对于其原长伸长量为l10.5 cm.由胡克定律和力的平衡条件得2kl1m