2015-2016学年人教版选修3-1通电导线在磁场中受到的力作业

1、4通电导线在磁场中受到的力知识点一安培力的大小1(多选)关于磁场对通电直导线的作用力的大小，下列说法中正确的是()A通电直导线跟磁场方向平行时作用力为零B通电直导线跟磁场方向垂直时作用力最大C作用力的大小跟导线与磁场方向的夹角无关D通电直导线跟磁场方向斜交或成锐角时肯定有作用力2在赤道上，地磁场可以看作是沿南北方向并且与地面平行的匀强磁场，磁感应强度是5105 T如果赤道上有一条沿东西方向水平放置的直导线，长40 m，载有20 A4102 N B4108 NC9104 N D2.5105 N3有一段长0.2 m、通有2.5 A电流的直导线，关于该导线在磁感应强度为B的匀强磁场中所受A如果B2

2、T，F一定是1 N B如果F0，B也一定为零C如果B4 T，F有可能是1 NDF有最大值时，通电导线一定与B平行知识点二安培力的方向4图L341为某同学设计的研究磁场对通电金属棒作用的实验装置当接通开关时，有电流通过金属棒，观察到金属棒向左运动，则下列说法正确的是()图L341A此时通过金属棒的电流是由电源经b流向aB若调换U形磁铁的磁极，则金属棒仍向左运动C若调换流经金属棒的电流方向，则金属棒仍向左运动D若同时调换U形磁铁的磁极和流经金属棒的电流方向，则金属棒仍向左运动5图L342表示通电直导线在匀强磁场中所受磁场力的情况，其中磁感应强度B、电流I、磁场力F三者之间的方向关系不正确的是()图

3、L342知识点三通电直导线间的相互作用6如图L343所示，两个相同的圆形线圈套在光滑绝缘的水平圆柱体上，当两线圈通以方向相同的电流时，线圈的运动情况是()图L343A都绕圆柱体转动 B都静止不动C相互靠近 D彼此远离7如图L344所示，两根平行放置的长直导线a和b中通有大小相同、方向相反的电流，a受到的安培力大小为F1，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到的安培力大小变为F2，则此时b受到的安培力大小变为()图L344AF2 BF1F2CF1F2 D2F1F2知识点四通电导体的平衡8(多选)一根均匀的粗导线的两端用柔软导线接入电路，用两只弹簧测力计将导线悬挂起来，使粗导线保持水平，如

4、图L345所示，在导线处加垂直于纸面向里的磁场，并通以自M向N的电流，弹簧测力计的示数为F.若要使弹簧测力计的示数增大，可以采用的做法是()图L345A只减小电流 B只增大电流C只改变电流的方向 D只改变磁场的方向9图L346为电磁轨道炮的工作原理图待发射弹体与轨道保持良好接触，并可在两平行轨道之间无摩擦滑动电流从一条轨道流入，通过弹体流回另一条轨道轨道电流在弹体处形成垂直于轨道平面的磁场(可视为匀强磁场)，磁感应强度的大小与电流I成正比弹体在安培力的作用下滑行L后离开轨道离开轨道时的速度大小为v0.为使弹体射出时的速度变为2v0，理论上可采用的方法有()图L346A只将轨道长度L变为原来的2

5、倍B只将电流I变为原来的2倍C只将电流I变为原来的4倍D只将弹体质量变为原来的2倍10如图L347所示，将一个半径为R的导电金属圆环串联接入电路中，电路的电流为I，接入点a、b是圆环直径上的两个端点，流过圆弧acb和adb的电流相等金属圆环处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与圆环所在平面垂直则金属圆环受到的安培力为()图L347A0 BRBIC2RBI D2RBI11在两个倾角均为的光滑斜面上，各放有一个相同的金属棒，分别通以电流I1和I2，磁场的磁感应强度大小相同，方向如图L348中(a)、(b)所示，两金属棒均处于平衡状态，则两种情况下的电流的比值I1I2为()图L348Asin B

6、.eq f(1,sin )Ccos D.eq f(1,cos )12图L349是磁电式电流表的结构，蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的，线圈中a、b两条导线长均为l，通以图示方向的电流I，两条导线所在处的磁感应强度大小均为B，则()图L349A该磁场是匀强磁场B线圈平面总与磁场方向垂直C线圈将逆时针方向转动Da、b导线受到的安培力大小总为IlB13水平放置的两个平行金属轨道相距0.2 m，上面有一质量为0.04 kg的均匀金属棒ab，电源电动势为6 V，内阻为0.5 ，滑动变阻器的阻值调到2.5 时，在金属棒所在位置加一个垂直于ab的匀强磁场，使金属棒ab对轨道的压力恰好为零，且金属棒ab

7、保持静止，不计金属棒ab的电阻(g取10 m/s2，sin 370.6，cos(1)求匀强磁场磁感应强度B的大小和方向(2)若保持磁感应强度B的大小不变，方向顺时针旋转37(沿ab方向观察)，此时ab仍然静止，求轨道对ab的支持力和摩擦力的大小图L341014如图L3411所示，光滑导轨与水平面成角，导轨宽度为L，匀强磁场的方向垂直于导轨平面向上(未画出)，金属杆的质量为m，长为L，水平放置在导轨上已知电源的电动势为E，内阻为r，调节滑动变阻器使回路的总电流为I1，此时金属杆恰好处于静止状态(重力加速度为g，金属杆与导轨电阻不计)(1)求磁感应强度B的大小(2)若保持磁感应强度的大小不变，而将

8、磁场方向改为竖直向上，则滑动变阻器接入电路的阻值调到多大才能使金属杆保持静止？图L34114通电导线在磁场中受到的力1ABD解析 安培力既垂直于通电导线，又垂直于磁场当导线与磁场方向垂直时，安培力最大，当导线与磁场方向平行时，安培力为零，选项A、B正确，选项C错误；通电直导线跟磁场方向斜交时，可将磁场沿平行于导线方向和垂直于导线方向进行分解，垂直于导线方向的磁场为有效磁场，安培力不为零，选项D正确2A解析 安培力FBIl4102 N，选项A正确3C解析 当通电直导线与B垂直时，安培力最大为FBIl，当通电直导线与B平行时，安培力最小为0，其他情况下0FBIl，据此可知，只有选项C正确4D5C解

9、析 应用左手定则，A中力的方向水平向右，B中导线受力的方向水平向右，C中安培力竖直向上，D中安培力垂直导线向上，选项C不正确6C解析 两线圈通以方向相同的电流时，相互吸引，相互靠近，选项C正确7A解析 根据牛顿第三定律可知，加匀强磁场前，b受到的安培力大小也为F1，与a受到的安培力方向相反，加匀强磁场后，a、b同时受到等大反向的力F，因此a、b受到的合力仍然等大反向，故b所受的安培力大小也为F2，选项A正确8ACD解析 由左手定则可知，粗导线原来所受安培力的方向向上，所以两只弹簧测力计的弹力之和等于导线所受的重力减去安培力增大电流，则安培力增大，弹簧测力计的示数将减小，选项A正确，选项B错误若

10、只改变电流的方向或只改变磁场的方向，则安培力将反向，此时两只弹簧测力计的弹力之和等于导线所受的重力加上安培力，即弹簧测力计的示数增大，选项C、D正确9B解析 由动能定理有BIxLeq f(1,2)mveq oal(2,0)，而BkI，则kI2xLeq f(1,2)mveq oal(2,0)，为使弹体射出时的速度变为2v0，可只将轨道长度L变为原来的4倍、只将电流I变为原来的2倍或只将弹体质量变为原来的eq f(1,4)，选项B正确10D解析 隔离导电金属圆环上半部分，其电流为eq f(I,2)，所受安培力为Beq f(I,2)2RBIR；同理金属圆环下半部分所受安培力为BIR.两部分所受安培力

11、方向相同，所以金属圆环受到的安培力为2BIR.选项D正确11D解析 对左、右两根金属棒分别有BI1Lmgtan ，BI2Lmgsin ，联立解得eq f(I1,I2)eq f(1,cos )，选项D正确12D解析 该磁场是均匀辐向分布，不是匀强磁场，选项A错误；线圈平面与磁场方向平行，选项B错误；图示位置，a、b导线受到的安培力方向分别向上、向下，大小均为IlB，合力为2BIl，线圈将顺时针转动，选项D正确. 13(1)1 T方向水平向左(2)0.08 N0.24 N解析 (1)当F安mg时，ab对轨道的压力恰好为零F安BILIeq f(E,rR)解得B1 T，且方向水平向左(2)由平衡条件有F安cos 53fFmgF安sin 53解得F0.08 N，f0.