【立体设计】2012高考物理 第8章 第2讲 磁场对电流的作用课后限时作业 新人教版

用心 爱心 专心 课后限时作业课后限时作业 三十四三十四 时间 30 分钟 满分 60 分 一 选择题 每小题 5 分 共 25 分 1 用互相垂直的坐标轴分别表示通电直导线在匀强磁场中受力时 I B F 三者的方 向关系 如图所示 不正确的是 解析 由左手定则可判定 B C D 均正确 A 中 F 方向应向下 答案 A 2 图中的 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 所受磁场力的方向是 A 向上 B 向下 C 向左 D 向右 答案 A 3 通电导体细棒放在倾斜的金属导轨上 接成如右图所示的闭合电路 细棒恰好在导 轨上静止 下图中的四个侧视图中已标出了细棒所处的匀强磁场的方向 其中细棒与导轨 之间摩擦力可能为零的图是 解析 如果细棒与导轨间没有摩擦力 则细棒处于平衡状态 对选项中四图进行受 力分析 可知 只有 C 图可能处于平衡状态 答案 C 4 一段通电直导线 长度为l 电流为 I 放在同一个匀强磁场中 导线和磁场的相 对位置如图所示的四种情况 通电导线所受到的安培力的大小情况将是 用心 爱心 专心 A c 和 d 的情况下 导线所受到的安培力都大于 a 的情况 B b 的情况下 导线不受力 C b c 的情况下 导线都不受力 D a b d 的情况下 导线所受安培力大小都相等 解析 b 的情况下 由于 I 与 B 同向 通电导线没受到安培力作用 a c d 三种情况下 F I 与 B 三者大小不变且方向总是相互垂直的 所以 F 的大小相同 答案 B 5 如图所示为一种自动跳闸的闸刀开关 O 是转动轴 A 是绝缘手柄 C 是闸刀卡口 M N 接电源线 闸刀处于垂直纸面向里 磁感应强度 B 1 T 的匀强磁场中 CO 间距为 10 cm 当磁场力为 0 2 N 时 闸刀开关会自动跳开 则要使闸刀开关能跳开 CO 中通过的电 流的大小和方向为 A 电流方向 C O B 电流方向 O C C 电流大小为 1 A D 电流大小为 0 5 A 解析 若闸刀开关能跳开 则必须受到方向向左的安培力的作用 磁场方向垂直纸面向 里 则电流方向 O C 安培力大小 F BIL 0 2 N 则 I A 2 A 只有 B 正确 0 2 1 0 1 答案 B 二 非选择题 共 35 分 6 6 分 将长度为 20 cm 通有 0 1 A 电流的直导线放入一匀强磁场中 电流与磁场的方 向如图所示 已知磁感应强度为 1 T 试求出下列各图中导线所受安培力的大小和方向 解析 由左手定则和安培力的计算公式得 1 因导线与磁感线平行 所以安培力为零 2 由左手定则知 安培力方向垂直导线水平向右 大小 F BIL 1 0 1 0 2 N 0 02 N 3 磁场方向与电流方向仍是垂直的 由左手定则知 安培力的方向在纸面内垂直 用心 爱心 专心 导线斜向上 大小 F BIL 0 02 N 答案 1 0 2 0 02 N 方向垂直导线水平向右 3 0 02 N 方向在纸面内垂直导线斜向上 7 14 分 如图所示 有一电阻不计 质量为 m 的金属棒 ab 可在两条轨道上滑动 轨道 宽为 L 轨道平面与水平面间夹角为 置于垂直轨道平面向上的匀强磁场中 磁感应强 度大小为 B 金属棒与轨道间的最大静摩擦力为重力的 k 倍 回路中电源电动势为 E 内阻 不计 轨道电阻也不计 问 滑动变阻器调节在什么阻值范围内 金属棒恰能静止在轨道上 解析 金属棒静止在斜面上 相对运动的趋势不确定 当滑动变阻器的阻值小时 电路 中电流大 金属棒有沿斜面向上的运动趋势 反之有向下的运动趋势 假设金属棒刚要向下 滑时 静摩擦力达最大值 选金属棒 ab 为研究对象 进行受力分析 沿轨道方向列平衡方 程如下 BI1L mgsin kmg I1 R1 1 E R sin BLE mgk 若金属棒刚要向上滑时 同理可得 BI2L mgsin kmg I2 2 E R R2 sin BLE mgk 所以金属棒的电阻应满足 R sin BLE mgk sin BLE mgk 答案 R sin BLE mgk sin BLE mgk 8 15 分 如图所示 电源电动势 E 2 4 V 内阻 r 0 4 电阻 R2 0 2 CD EF 为竖直 平面内的两条平行导轨 处在水平方向的匀强磁场中 其电阻忽略不计 又知 ab 为金属棒 m 5 g L 25 cm 电阻 R1 0 2 且可在光滑轨道上自由滑动 滑动时保持水平 求 用心 爱心 专心 1 S 断开 ab 保持静止时 B 的大小 2 S 接通瞬间金属棒的加速度 g 取 10 m s2 解析 S 断开时 ab 与电源构成闭合回路 由闭合电路的欧姆定律得 I 4 A 1 2 4V 0 20 4 E Rr ab 棒静止 由平衡条件得 F安 mg 其中安培力 F安 BIL 所以磁感应强度的大小 B mg IL T 5 10 2 T 3 5 1010 4 0 25 2 S 接通瞬间 ab 棒与 R2 并联分流 其并联电阻 R并 0 1 12 12 R R RR 0 2 0 2 0 20 2 故电路中的总电流 I总 A 4 8 A E Rr 并 2 4 0 1 0 4 由 R1 R2 0 2 可知 此时流过 R1的电流 I I总 4 8 A 2 4 A 1 2 1 2 所以 此时 ab 棒所受安培力 F安 BI L 5 10 2 2