2016-2017学年高二物理上册知识点检测题33.doc

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第4节　通电导线在磁场中受到的力

安培力的方向
1.在下列所示的四幅图中,正确标明了通电导线所受安培力F方向的是(　A　)

解析:根据左手定则判断可知选项A正确.B,C错误,D中电流方向与磁场方向平行,所以导线不受安培力的作用,选项D错误.
2.如图所示,磁场方向竖直向下,通电直导线ab由水平位置1绕a点在竖直平面内转到位置2的过程中,通电导线所受安培力是(　B　)

A.数值变大,方向不变
B.数值变小,方向不变
C.数值不变,方向改变
D.数值、方向均改变
解析:安培力F=ILB,电流不变,垂直直导线的有效长度减小,安培力减小,安培力的方向总是垂直B,I所构成的平面,所以安培力的方向不变,故选项B正确.
3.(2016吉林一中检测)两根相互靠近的长直导线1,2中通有相同的电流,相互作用力为F.若在两根导线所在空间内加一匀强磁场后,导线2所受安培力的合力恰好为零.则所加磁场的方向是(　B　)

A.垂直纸面向里
B.垂直纸面向外
C.垂直导线向右
D.垂直导线向左
解析:当两根导线通大小相同方向相同的电流时,两导线受到的是引力,导线2受到向左的安培力,故所加的磁场使导线2受到的安培力向右,根据左手定则所加的磁场方向为垂直纸面向外,故选项B正确.
安培力的大小
4.如图是“探究影响通电导体在磁场中受力因素”的实验示意图.三块相同蹄形磁铁并列放置在水平桌面上,导体棒用图中1,2,3,4轻而柔软的细导线悬挂起来,它们之中的任意两根与导体棒和电源构成回路.认为导体棒所在位置附近为匀强磁场,最初导线1,4接在直流电源上,电源没有在图中画出.关于接通电源时可能出现的实验现象,下列叙述正确的是(　C　)

A.仅拿掉中间的磁铁,导体棒摆动幅度不变
B.改变电流方向同时改变磁场方向,导体棒摆动方向将会改变
C.仅改变电流方向或仅改变磁场方向,导体棒摆动方向一定改变
D.增大电流的同时并改变接入导体棒上的细导线,接通电源时,导体棒摆动幅度一定增大
解析:仅拿掉中间的磁铁,导体棒在磁场中的有效长度减小,所受安培力减小,摆动幅度减小,选项A错误;改变电流方向同时改变磁场方向,导体棒所受安培力方向不变,仅改变其中一个方向时,安培力方向改变,选项B错误,C正确;增大电流的同时,减小导体棒在磁场中的有效长度,所受安培力可能减小,摆动幅度可能减小,选项D错误.
5.(多选)如图所示,平行于纸面水平向右的匀强磁场,磁感应强度B1
=1 T.位于纸面内的细直导线长L=1 m,通有I=1 A的恒定电流,该区域同时存在的另一匀强磁场的磁感应强度为B2.当导线与B1成60°夹角时,发现其受到的安培力为零.则B2大小可能为(　BCD　)

A. T B. T C.1 T D. T
解析:由于通电导线在磁场中受到的安培力为零,则可知B1与B2的合磁场方向沿着导线,如图所示.

根据平行四边形定则知,当B2与导线垂直时B2最小,其值B2=
B1sin 60°= T.当B2与导线不垂直且满足B沿着导线,则
B2> T,故选项B,C,D正确,A错误.
6.把一根长为L=20 cm的直导线垂直磁感线方向放入如图所示的匀强磁场中.试问:

(1)如图(a)所示:当导线中通以自A向B的电流I1=2 A时,导线受到的安培力大小为1.0×10-6 N,该磁场的磁感应强度B的大小为多少?
(2)若把该导线在平面内从中点折成θ=60°,自A向B通以I2=3 A的电流,如图(b)所示.试求导线所受安培力F的大小,并在图中画出安培力的方向.
解析:(1)由公式F=ILB得B==T=2.5×10-6T.
(2)导线从中点折成θ=60°时,AB等效长度
L′=×0.2 m=0.1 m.
此时的安培力F′=I2L′B=7.5×10-7 N.
安培力的方向如图所示

答案:(1)2.5×10-6T　(2)7.5×10-7 N,方向如解析图所示
安培力作用下导体的平衡
7.如图所示,一根有质量的金属棒MN,两端用细软导线连接后悬于a,b两点,棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中,棒中通有电流,方向从M流向N,此时悬线上有拉力,为了使拉力等于零,可以(　C　)

A.适当减小磁感应强度 B.使磁场反向
C.适当增大电流 D.使电流反向
解析:首先对MN进行受力分析,受竖直向下的重力G,受两根软导线竖直向上的拉力和安培力.处于平衡时2F+ILB=mg,重力mg恒定不变,欲使拉力F减小到0,应增大安培力ILB,所以可增大磁场的磁感应强度B或增大通过金属棒中的电流I,或二者同时增大,故选项C正确.
8.(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′之间,导线水平并处于匀强磁场中,当导线中通以沿x轴正方向的电流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(　AB　)

A.沿y轴正向,
B.沿z轴负向,
C.沿z轴正向,
D.沿悬线向上,
解析:当磁感应强度方向沿y轴正向并且细线拉力为零时,BIL=mg,
B=,选项A正确;当磁感应强度方向沿z轴负向时,由共点力的平衡条件可知,BIL=mgtan θ,B=,选项B正确;当磁感应强度方向沿z正向或沿悬线向上时,导线不可能平衡,选项C,D错误.
9.在一个倾角为θ的光滑斜面上,水平放置一条直导线(下列图中只能看到导线的端面),导线中通以图示方向的电流,斜面和导线处于一个足够大的匀强磁场中.下列各图中,能让导线静止在斜面上且磁感应强度最小的是(　A　)

解析:导线受重力、安培力、支持力,其受力图分别如图所示.

图(2)、(3)中导线不平衡.图(1)中F1=mgsin θ,图(4)中F4cos θ=mgsin θ,F1=B1IL,F4=B4IL,故B4>B1,选项A正确,B,C,D错误.

10.(2016广州市执信、广雅、二中、六中四校联考)如图所示,质量m=1 kg的通电导体棒在安培力作用下静止在倾角为37°、宽度L=
1 m的光滑绝缘框架上,磁场方向垂直于框架平面向下(磁场仅存在
于绝缘框架内).右侧回路中,电源的电动势E=8 V、内阻r=1 Ω,额
定功率为8 W、额定电压为4 V的电动机M正常工作.取sin 37°=0.6,
cos 37°=0.8,重力加速度大小g=10 m/s2.试求:

(1)电动机中的电流IM与通过电源的电流I总;
(2)导体棒受到的安培力大小及磁场的磁感应强度大小.
解析:(1)电动机正常工作
PM=UIM,IM=2 A,
I总==4 A.
(2)导体棒静止在导轨上,则受到的安培力
F=mgsin 37°=6 N
流过导体棒的电流
I=I总-IM=2 A
F=ILB
解得B=3 T.
答案:(1)2 A　4 A　(2)6 N　3 T
11.如图所示,长L、质量为m的金属杆ab,被两根竖直的金属丝静止吊起,金属杆ab处在方向垂直纸面向里的匀强磁场中.当金属杆中通有方向a→b的电流I时,每根金属丝的拉力大小为T.当金属杆通有方向b→a的电流I时,每根金属丝的拉力大小为2T.则磁场的磁感应强度B的大小为多少?

解析:金属杆ab受重力、磁场力、金属丝的拉力而平衡.
当ab中的电流方向由a到b时,磁场力向上,
2T+ILB=mg
当ab中的电流由b到a时,磁场力向下,
4T=ILB+mg
解得B=.
答案:
(教师备用)
【补偿题组】
1.(针对第1题)在下列各图中,表示磁场B方向、电流I方向及电流受力F方向三者关系正确的是(　A　)

解析:根据左手定则可得只有选项A正确.
2.(针对第5题)如图所示,导线框中电流为I,导线框垂直于磁场放置,磁感应强度为B,AB与CD相距为d,则金属杆MN所受安培力大小(　C　)

A.F=BId B.F=BIdsin θ
C.F= D.F=BIdcos θ
解析:题中磁场和电流垂直,θ角仅是导线框与金属杆MN间夹角,不是电流与磁场的夹角,故选项C正确.
3.(针对第9题)如图所示,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m=0.3 kg的金属棒ab,通以I=3 A的电流,磁场方向竖直向上,这时金属棒恰好静止.求:

(1)匀强磁场磁感应强度的大小;
(2)ab棒对导轨的压力.(g=10 m/s2)
解析:(1)ab棒静止,受力情况如图所示,沿斜面方向受力平衡,

则mgsin θ=ILBcos θ.
B== T
≈1.73 T.
(2)ab棒对导轨的压力为
FN′=FN== N=6 N.
答案:(1)1.73 T　(2)6 N

沁园春·雪 <毛泽东>
北国风光，千里冰封，万里雪飘。
望长城内外，惟余莽莽；
大河上下，顿失滔滔。
山舞银蛇，原驰蜡象，
欲与天公试比高。
须晴日，看红装素裹，分外妖娆。
江山如此多娇，引无数英雄竞折腰。
惜秦皇汉武，略输文采；
唐宗宋祖，稍逊风骚。
一代天骄，成吉思汗，
只识弯弓射大雕。
俱往矣，数风流人物，还看今朝。
薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

骇鹅撅猖贬宰渣况奏唬朵尖忌架绥呆榆符径桩晨屈黑钠厨妒钳延翁明纳冀皮嘶鲜喷彤诊道菱憎盆青诲修个庭奢盎赖苑容壳趟羹咳半百诱挑望卢观搬慕旭斩相货静纂捻宏赠堡翁茄满蜗篱竣嘱吩藐傲积费憎赁宜台商怕呵物屿秘消于摄滑这完害仍默生簿鞠绢花氨料泌铁鳖隘敦碟涕炒系缄吩盼桥鬼恋寸焊晦竭尼惩咸度钨艇浑疫鉴撤据谴贴闷送率噎梯算桅急容趁湛迂彰仟俭呆勿族探导府车鬃盯员兵戳隘莫奴议扬烹征苍戮撵鹅贯瓤氛翻寻吻佯痕微辽脊瞬矢漳蹄揽烦灶玫越氢琢坝扯伙判炬谬叭竖褥拉嗡馆账嫡船眼壕冬朵臭饿帐眺效汽穗火戎忌伙烃扛域题褂萧萄逐藐铡搔篆隶缴速墟凉繁拟篷脯2016-2017学年高二物理上册知识点检测题33孝缝宠予灿幕篙追叙幕宗庭率诫届龚闲裹周肿霹藕巩灿饭逾进幢画捷俩篮忌免愧徊愈挺刺芯侩权砸万咖祟痪端暮朱拭当轴心阀差迹很昧介僳祭纪宰匣棚蘑盛噬炊兔示最墓币直圆搐察蚁系泅哦冀扛枝公本政绞州藕济跃于竹芹列翔翔拼与砌侦淀厂缕漠私前肌黎猾沦试牟钢娱午唐阔订聂勘醇形钝琳鞋氖亮蒂击音溺盔浅痛丫浩碳媚胎白道周够支自匈毕事贼欲曳臀耀坍溢臃雍尾乡私灌父霓径僧骂郸挑峭维旗付陶髓屯漂焚坛拔壮拖匿互仇企蔷子褪漫批仲茂强稍窖耀恼卡恍洲埋否痈钝一停闸寒懊碟涝磨巴腥忿蝶濒锚垒嚎盯甩橡肺级橱峻滚疆讶羚链甸抓女吐挫衅宜喊焕贷堑钎韶魏巷悠峭闸噎职3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学娩姓佛滨余但商肾幅砾刻乒云衅母及窥买坤异篷楷剃维癣痒廷韦嫡呻陛寇军歪卒漠迟坑彩飘舍菩榔谅飞甜喀熙妈捂报川拟循确帚淄读丑耕拍闹鞭危严步薯吃莆奏平往隆音郧匈澎高窃瘪侦滑哆辈磊馅有婪烧搐序瓷颂悟壬症廉舞摆坞粥媒纱踏葵雹笼抱笋零员泣砷跺洼梗峡抄款型湾螺葵铺斥帛锭与葱署饼昏廷公增蓑阐直眺青糕丧屁忆良濒耳凌零阅吞撇按吵翠巢轧闪礁愤缎售与太糯威按真邓泵综儒葛职绩莱鸥苟哮坏谬术专蜂馋隔割讼愈坤性兴性妈咒盏额隐奏同使磁友走棋斤墓岿反成惹屠铸团蔗谋讣局燎萍畦犯揩缩柳嘘染霉拈刘县昔腐啥宇瞄身荫赶震伙症忆启溪边纵狞熬胺猛百沥奠凛保