课时分层作业19探究磁场对电流的作用

1、课时分层作业 (十九 )探究磁场对电流的作用 基础达标练 (15 分钟50 分)一、选择题 (本题共 6 小题，每小题 6 分，共 36 分)1磁电式电流表蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的，目的是 ( ) 【导学号： 46242219】A使磁场成圆柱形，以便线圈转动B使线圈平面在水平位置与磁感线平行C使线圈平面始终与磁感线平行D使磁场分布均匀C 磁电式电流表蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的， 其目的是使线圈平面转动到任何位置时都与磁感线平行， 这样安培力产生的力臂将始终不变， 为最大值，线圈所受安培力产生的力矩也就始终为最大值2(多选 )下列图中，表示电流I 的方向、磁场B 的方向

2、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， 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 F3磁场中某处磁感应强度的大小，由BIL 可知 ()A B 随 IL 的乘积的增大而减小BB 随 F 的增大而增大C B 与 F 成正比，与 IL 成反比FD B 与 F 及 IL 无关，由 IL 的比值确定FD 磁场中某处的磁感应强度的大小仅由磁场本身决定 BIL 为比值定义式，B 与 F、I 、L 无关 4如图 6-1-13 所示，长为 3l 的直导线折成三段做成正三角形，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

3、，把 A、C 两点接入电路，当在两支第 1页路中分别通以电流I 时，该通电导线受到的安培力大小为()图 6-1-133A 2BIlB2BIlC2 3BIlD02A 导线 AB 段和 BC 段的有效长度为 2lsin 30 l，所以该通电导线受到的安培力大小为 FBIl BIl 2BIl ，选项 A 正确 5如图 6-1-14，长方形线框 abcd 通有电流 I ，放在直线电流 I附近，线框与直线电流共面，则下列表述正确的是()【导学号： 46242220】A线框四个边都受安培力作用，它们的合力方向向左B只有 ad 和 bc 边受安培力作用，它们的合力为零C ab 和 dc 边所受安培力大小相等

4、，方向相同D线框四个边都受安培力作用，它们的合力为零图 6-1-14A 由左手定则可知 ab 段与 cd 段、ad 段与 bc 段所受安培力的方向相反，分别向上、向下和向左、向右，选项 B、C 错； ab 段与 cd 段所受的安培力根据对称性可知合力为零， 由于 ad 段所在的位置靠近通电直导线， 磁场比 bc 所在的位置强，所以所受的安培力合力向左，选项A 正确， D 错 6两条通电的直导线互相垂直，如图6-1-15 所示，但两导线相隔一小段距离，其中导线 AB 是固定的，另一条导线CD 能自由转动它们通入如图所示方向的直流电时， CD 导线将 ()A逆时针方向转动，同时靠近导线ABB顺时针

5、方向转动，同时靠近导线ABC逆时针方向转动，同时离开导线ABD顺时针方向转动，同时离开导线AB图 6-1-15A 通电导线 CD 处在电流 AB 的磁场中，由安培定则可以判断， AB 右侧的磁场方向垂直纸面向里， AB 左侧的磁场方向垂直纸面向外， 根据左手定则可判断，导线 CD 所受安培力左侧向下，右侧向上， CD 导线沿逆时针转动由于同向电第 2页流相互吸引，所以导线CD 在转动的同时靠近导线AB，故 A 正确 二、非选择题 (14 分 )7如图 6-1-16 所示，在倾角为 37的光滑斜面上有一根长为0.4 m、质量为 610 2 kg 的通电直导线，电流 I1 A ，方向垂直纸面向外，

6、导线用平行于斜面的轻绳拴住不动， 整个装置放在磁感应强度每秒增加 0.4 T、方向竖直向上的磁场中，设 t00，B00，则需要多长时间斜面对导线的支持力为零？ (g 取 10 m/s2，sin 37 0.6， cos 37 0.8)【导学号： 46242221】图 6-1-16 解析 支持力为 0 时导线的受力如图所示，由平衡条件得F 安mg6 102 10N0.8 Ntan 370.75F安0.8由 F 安BIL 得 B IL 10.4 T 2 T由 BB0 0.4t，B00 得t5 s. 答案 5 s 能力提升练 (25 分钟50 分)一、选择题 (本题共 4 小题，每小题 6 分，共 2

7、4 分)1关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是()A安培力的方向可以不垂直于直导线B安培力的方向总是垂直于磁场的方向C安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关D将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半B根据左手定则可知，安培力的方向垂直于电流I 和磁场 B确定的平面，即安培力的方向既垂直于B 又垂直于 I，选项 A错误， B 正确；当电流 I 的方向平行于磁场B 的方向时，直导线受到的安培力为零，当电流 I 的方向垂直于磁场B 的方向时，第 3页直导线受到的安培力最大， 可见，安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角有关，选项 C 错误；如图所示，电流 I

8、 和磁场 B 垂直，直导线受到的安培力 F BIL ，将直导线从中点折成直角， 分段研究导线受到的安培力， 电流 I 和磁场 B2垂直，根据平行四边形定则可得，导线受到的安培力的合力为F 2 BIL ，选项 D 错误 2如图 6-1-17 所示，两根垂直纸面、平行且固定放置的直导线 M 和 N，通有同向等大的电流； 沿纸面与直导线 M、N 等距放置的另一根可自由移动的通电导线ab，则通电导线 ab 在安培力作用下运动的情况是()【导学号： 46242222】A a 端转向纸内， b 端转向纸外Ba 端转向纸外， b 端转向纸内C沿纸面逆时针转动D沿纸面顺时针转动图 6-1-17A 导线 M 和

9、 N 的磁感线都是同心圆，因此对ab 上半段， M 导线的磁感线指向右下方，而N 导线的磁感线指向右上方，根据平行四边形定则，合磁场方向向右，再根据左手定则判断 a 端受到向内的安培力； 同理也可以分析出 b 端受向外的安培力从而使得 a 端转向纸内， b 端转向纸外，故选项 A 正确 3如图 6-1-18 所示， AC 是一个用长为 L 的导线弯成的、以 O 为圆心的四分之一圆弧，将其放置在与平面 AOC 垂直的磁感应强度为 B 的匀强磁场中当在该导线中通以由 C 到 A，大小为 I 的恒定电流时， 该导线受到的安培力的大小和方向是 ()A BIL，平行于 OC 向左2 2BILB. ，平行

10、于 OC 向右C.22BIL ，垂直 AC 的连线指向左下方D 2 2BIL ，垂直 AC 的连线指向左下方图 6-1-18第 4页12R2LC 由弧 AC 为4圆弧，弧长为 L，有4 L，即 R，弧 AC 的有效长度为 l2R22L，则安培力为 FAC BIl 22BIL，由左手定则判断出方向垂直 AC的连线指向左下方，因此C 正确， A 、B、 D 错误 4(多选 )如图 6-1-19 所示的装置可演示磁场对通电导线的作用电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨， L 是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆当磁铁线圈两端a、b，导轨两端e、f，分别接到两个不同的直流电源上时， L 便

11、在导轨上滑动下列说法正确的是()A若 a 接正极， b 接负极， e 接正极， f 接负极，则 L 向右滑动B若 a 接正极， b 接负极， e 接负极， f 接正极，则 L 向右滑动C若 a 接负极， b 接正极， e 接正极， f 接负极，则 L 向左滑动D若 a 接负极， b 接正极， e 接负极， f 接正极，则 L 向左滑动图 6-1-19BD 若 a 接正极， b 接负极，则电磁铁磁极间磁场方向向上，若e 接正极， f接负极时，由左手定则可知，金属杆所受安培力向左，则L 向左滑动，选项A错误；同理可判定选项B、D 正确， C 错误 二、非选择题 (本题共 2 小题，共 26 分)5

12、(13 分)如图 6-1-20 所示，将长为 50 cm、质量为 10 g 的均匀金属棒 ab 的两端用两只相同的弹簧悬挂成水平状态， 位于垂直纸面向里的匀强磁场中， 当金属棒中通以 0.4 A 电流时，弹簧恰好不伸长图 6-1-20(1)求匀强磁场的磁感应强度大小；(2)当金属棒通以 0.2 A 由 a 到 b 的电流时，弹簧伸长 1 cm，如果电流方向由 b 到 a，而电流大小不变，弹簧伸长又是多少？【导学号： 46242223】 解析 (1)L 50 cm0.5 m、m 10 g0.01 kg，金属棒中通以 I 1 0.4 A 电流时弹簧恰好不伸长，则金属棒受到向上的安培力与重力平衡，有

13、BI1 Lmg解得 B0.5 T.第 5页(2)金属棒中通以 I20.2 A 由 a 到 b 的电流时弹簧伸长x11 cm0.01 m，此时金属棒受到的安培力向上，设弹簧劲度系数为k，有BI2 L2kx1 mg电流反向后，设弹簧伸长量为x2，有2kx2mg BI2L联立解得 x20.03 m. 答案 (1)0.5 T(2)0.03 m6(13 分 )如图 6-1-21，金属杆 ab 的质量为 m，长为 L，通过的电流为 I ，处在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，结果金属杆 ab 静止且紧压在水平导轨上若磁场方向与导轨平面成 角，求：图 6-1-21(1)金属杆 ab 受到的摩擦力大小；(2)金属杆 ab