高考物理总复习 课时作业三十六 磁场对通电导线的作用力-人教版高三物理试题

课时作业三十六磁场对通电导线的作用力(限时：45分钟)(班级________姓名________)1．如图所示，通电折线abc的两段ab⊥bc，匀强磁场水平向右，将此通电折线abc放入磁场中，图中哪种情况其所受安培力最大()ABCD2．如图所示，用细绳悬于O点的可自由转动的通电导线AB放在蹄形磁铁的上方，当导线中通以图示方向电流时，从上向下看，AB的转动方向及细绳中张力变化的情况为()第2题图A．AB顺时针转动，张力变大B．AB逆时针转动，张力变小C．AB顺时针转动，张力变小D．AB逆时针转动，张力变大3．(多选)如图所示，三根长度相同的平行通电直导线a、b、c分别通以电流Ia、Ib、Ic(方向未给)，放在光滑绝缘水平面上恰能保持静止，a、b距离小于b、c距离，下列判断正确的是()第3题图A．a、b、c电流同向B．a、c电流方向相同，与b方向相反C．Ic>Ia>IbD．Ib>Ia>Ic4．如图是磁电式电流表的结构，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，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()甲乙第4题图A．该磁场是匀强磁场B．线圈平面总与磁场方向垂直C．线圈将逆时针转动D．a、b导线受到的安培力大小总为BIl5．如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L、质量为m的直导体棒．当导体棒中的电流I垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，可加一平行于纸面的匀强磁场，当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向由垂直斜面向上沿逆时针转至水平向左的过程中，下列关于B的大小变化的说法中，正确的是()第5题图A．逐渐增大B．逐渐减小C．先减小后增大D．先增大后减小6．(多选)如图所示，质量为m、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于O、O′，并处于匀强磁场中．当导线中通以沿x正方向的电流I，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为θ.则磁感应强度方向和大小可能为()第6题图A．z正向，eq\f(mg,IL)tanθB．y正向，eq\f(mg,IL)C．z负向，eq\f(mg,IL)tanθD．沿悬线向上，eq\f(mg,IL)sinθ7．(17年海安模拟)(多选)如图所示，两根通电直导线用四根长度相等的绝缘细线悬挂于O、O′两点，已知OO′连线水平，导线静止时绝缘细线与竖直方向的夹角均为θ，保持导线中的电流大小和方向不变，在导线所在空间加上匀强磁场后，绝缘细线与竖直方向的夹角均变小，则所加磁场的方向可能沿()第7题图A．z轴正向B．z轴负向C．y轴正向D．y轴负向8．如图，一长为10cm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0.1T，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12V的电池相连，电路总电阻为2Ω.已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5cm；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0.3cm，重力加速度大小取10m第8题图9．如图所示，U形平行金属导轨与水平面成37°角，金属杆ab横跨放在导轨上，其有效长度为0.5m，质量为0.2kg，与导轨间的动摩擦因数为0.1.空间存在竖直向上的磁感应强度为2T的匀强磁场，要使ab杆在导轨上保持静止，则ab中的电流大小应在什么范围？(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，第9题图10．如图所示为理想直流电动机工作原理模型图(剖面图)，其磁场方向成辐射状指向外侧，当线圈通过中间平面时通过电流转换器改变电流方向；已知线圈匝数n＝1000匝，线圈平面为边长l＝20cm的正方形，线圈内阻r＝4Ω；线圈外侧导线所在处磁感应强度大小都为B＝0.03T，电动机正常工作时电流I＝2A，转速N＝50(1)该直流电动机的机械功率；(2)该直流电动机消耗的电功率．第10题图课时作业(三十六)磁场对通电导线的作用力1.C【解析】当通电导线为折线或曲线时其效果相当于由起点到终点的直线通以相同的电流，由题中图知C选项正确．2．D【解析】在导线上靠近A、B两端各取一个电流元，A处的电流元所在处的磁场向上穿过导线，根据左手定则，该电流元受力垂直纸面向外，同理B处电流元受安培力垂直纸面向里，所以从上向下看，导线逆时针转动，同时由于导线转动，所以电流在垂直纸面方向有了投影，对于此有效长度来说，磁感线是向右穿过导线，再根据左手定则可判定导线有向下运动的趋势，故选D.3．BC【解析】同向电流相互吸引，异向电流相互排斥；根据三根导线均平衡其对应受力情况如下图中甲乙丙所示，对通电细杆进行受力分析如下：由图可知：ac相吸，电流同向；a、b相斥，电流反向．故A错B正确；以b为研究对象，c相对a离b较远，欲使a、c对b的作用力大小相等，实现平衡，Ic应大于Ia，即Ic>Ia，同理以c为研究对象可得Ia>Ib，综合可得：Ic>Ia>Ib.故C选项正确；D选项错误．选BC.甲乙丙第3题图4．D【解析】匀强磁场的磁感应强度应大小处处相等，方向处处相同，由图可知，选项A错误；在图示的位置，a受向上的安培力，b受向下的安培力，线圈顺时针转动，选项C错误；易知选项B错误；由于磁感应强度大小不变，电流大小不变，则安培力大小始终为BIl，选项D正确．5．A【解析】对通电导线受力分析，通电导线受重力、支持力和安培力作用，三力平衡，当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向由垂直斜面向上沿逆时针转至水平向左的过程中，所受的安培力由沿斜面斜向上转到竖直向上，作出通电导线受力的动态变化图如图所示，由图可知，安培力逐渐增大，则B逐渐增大，A项正确．第5题图6．BC【解析】对于A选项，安培力水平向右，三力合力不可能为零，A错误；对于B选项，安培力竖直向上，当安培力BIL＝mg时，可以平衡，此时B＝eq\f(mg,IL)，B正确；对于C选项，安培力水平向外，三力平衡时安培力BIL＝mgtanθ，此时B＝eq\f(mgtanθ,IL)，C正确；对于D选项，安培力垂直于绳子的方向向内，三力不可能平衡，D错误．7．AB【解析】导线静止时绝缘细线与竖直方向的夹角均为θ，说明两根导线的电流方向相反，磁场的方向沿z轴方向，电流的方向沿x轴，根据左手定则可以判断受到的磁场力在水平方向上，所以A、B正确；若磁场的方向沿y轴方向，两根导线受到的磁场力都在竖直方向上，一个向上，一个向下，它们的角度变化一个增加，一个减小，与题不符，所以C、D错误．8．竖直向下0.01kg【解析】金属棒通电后，闭合回路电流I＝eq\f(U,R)＝eq\f(12V,2Ω)＝6A导体棒受到安培力F＝BIL＝0.06N，根据安培定则可判断金属棒受到安培力方向竖直向下；开关闭合前2×k×0.5×10－2m＝开关闭合后2×k×(0.5＋0.3)×10－2m＝mg＋F所以m＝9．1.21A≤I≤1.84A【解析】先画出金属杆受力的侧面图，由于安培力的大小与电流有关，因此改变电流的大小，可以改变安培力的大小，也可以使导线所受的摩擦力方向发生变化．由平衡条件可知，当电流较小时，导线所受的摩擦力方向沿斜面向上．第9题图则mgsinθ＝μ(mgcosθ＋Fsinθ)＋Fcosθ又F＝BI1得I1＝1.21当电流较大时，导线所受的摩擦力方向沿斜面向下则mgsinθ＋μ(mgcosθ＋Fsinθ)＝Fcosθ又F＝BI2I2＝1.84A所以1.21A≤I≤1.84A10．(1)754W(2)770W