1、學(xué)年高中物理第三章磁場(chǎng).通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中遇到的力課后提高作業(yè)新人教版選修學(xué)年高中物理第三章磁場(chǎng).通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中遇到的力課后提高作業(yè)新人教版選修PAGE學(xué)年高中物理第三章磁場(chǎng).通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中遇到的力課后提高作業(yè)新人教版選修課后提高作業(yè)二十二通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中遇到的力(40分鐘50分)一、選擇題(本題共4小題，每題7分，共28分)1.在等邊三角形的三個(gè)極點(diǎn)a、b、c處，各有一條長(zhǎng)直導(dǎo)線垂直穿過(guò)紙面，導(dǎo)線中通有大小相等的恒定電流，方向以以下列圖。過(guò)c點(diǎn)的導(dǎo)線所受安培力的方向()A.與ab邊平行，豎直向上B.與ab邊平行，豎直向下C.與ab邊垂直，指向左邊D.與ab邊垂直，指向右邊【分析】選C。依照

2、直線電流相互作用的規(guī)律可知a與c相互吸引，b與c也相互吸引，因此導(dǎo)線c所受的合力方向必然指向左邊且與ab邊垂直，應(yīng)選C。【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.以以下列圖，兩根平行放置的長(zhǎng)直導(dǎo)線a和b載有大小相等、方向相反的電流，a遇到的磁場(chǎng)力大小為F1，當(dāng)加入與導(dǎo)線所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)后，a遇到的磁場(chǎng)力大小變?yōu)镕2，則此時(shí)b遇到的磁場(chǎng)力大小變?yōu)?)A.F2B.F1-F2C.F1+F2D.2F1-F2【分析】選A。兩根長(zhǎng)直通電導(dǎo)線，電流大小相同，方向相反，則a遇到b產(chǎn)生的磁場(chǎng)的作用力大小為F1，方向向左，b遇到a產(chǎn)生的磁場(chǎng)的作用力大小為F1，方向向右，這兩個(gè)力大小相等，方向相反，設(shè)再加入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生的磁場(chǎng)力大小為

3、F0。則a遇到的作用力為F2=F1+F0或F2=F1-F0；而對(duì)于b，由于電流方向與a相反，因此b遇到的作用力為F2=F1+F0或F2=F1-F0，這兩個(gè)力大小相等，方向相反，即F2=F2，故A正確。2.在以以下列圖的各圖中，表示磁場(chǎng)B方向、電流I方向及電流受力F方向三者關(guān)系正確的選項(xiàng)是()【分析】選A。依照左手定則可得只有A正確。2.(多項(xiàng)選擇)如圖，質(zhì)量為m、長(zhǎng)為L(zhǎng)的直導(dǎo)線用兩絕緣細(xì)線懸掛于O、O，并處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。當(dāng)導(dǎo)線中通以沿x正方向的電流I，且導(dǎo)線保持靜止時(shí)，懸線與豎直方向夾角為。則磁感覺(jué)強(qiáng)度方向和大小可能為()A.z正向，tanB.y正向，C.z負(fù)向，tanD.沿懸線向上，sin【

4、解題指南】解答本題應(yīng)掌握以下兩點(diǎn)：(1)把立體圖轉(zhuǎn)變?yōu)槠矫鎴D。(2)平衡時(shí)，重力、細(xì)線拉力和安培力三者合力為零。(3)安培力的方向切合左手定則?！痉治觥窟xB、C。對(duì)于A選項(xiàng)，安培力水平向內(nèi)，三力合力不可以能為零，A錯(cuò)誤；對(duì)于B選項(xiàng)，安培力豎直向上，當(dāng)安培力BIL=mg時(shí)，可以平衡，此時(shí)B=，B正確；對(duì)于C選項(xiàng)，安培力水平向外，三力平衡時(shí)安培力BIL=mgtan，此時(shí)B=tan，C正確；對(duì)于D選項(xiàng)，安培力垂直于繩子的方向向下，三力不可以能平衡，D錯(cuò)誤?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】(2018太原高二檢測(cè))在以以下列圖的電路中，電池均相同，當(dāng)開(kāi)關(guān)S分別置于a、b兩處時(shí)，導(dǎo)線MM與NN之間的安培力的大小分別為fa、f

5、b，可判斷這兩段導(dǎo)線()A.相互吸引，fafbB.相互排斥，fafbC.相互吸引，fafbD.相互排斥，fafb【分析】選D。當(dāng)S接a時(shí)，電路的電源只用了一節(jié)干電池，當(dāng)S接b時(shí)，電路的電源用了兩節(jié)干電池，此時(shí)電路中的電流比S接a時(shí)大，因此有fafb；兩導(dǎo)線MM、NN中的電流方向相反，依照安培定則和左手定則可知兩者相互排斥。故正確選項(xiàng)為D。3.(多項(xiàng)選擇)如圖甲所示是磁電式電流表的結(jié)構(gòu)圖，圖乙所示是磁極間的磁場(chǎng)分布圖，以下選項(xiàng)中正確的選項(xiàng)是()A.指針牢固后，線圈遇到的螺旋彈簧的力矩方向與線圈遇到的磁力矩方向是相反的B.通電線圈中的電流越大，電流表指針偏轉(zhuǎn)的角度也越大C.在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的范圍內(nèi)，各處

6、的磁場(chǎng)都是勻強(qiáng)磁場(chǎng)D.在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的范圍內(nèi)，線圈所受磁力矩與電流有關(guān)，而與所處地址沒(méi)關(guān)【分析】選A、B、D。當(dāng)阻截線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩增大到與安培力產(chǎn)生的使線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩平衡時(shí)，線圈停止轉(zhuǎn)動(dòng)，即兩力矩大小相等、方向相反，故A正確。磁電式電流表蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場(chǎng)是均勻輻射分布的，無(wú)論線圈轉(zhuǎn)到什么角度，它的平面都跟磁感線平行，均勻輻射分布的磁場(chǎng)特點(diǎn)是大小相等、方向不一樣樣，故C錯(cuò)誤，D正確。電流越大，電流表指針偏轉(zhuǎn)的角度也越大，故B正確?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】(多項(xiàng)選擇)圖中裝置可演示磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用、電磁鐵上下兩磁極之間某一水平面內(nèi)固定兩條平行金屬導(dǎo)軌，L是置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌垂直的金屬桿。當(dāng)電磁鐵線圈兩端

7、a、b，導(dǎo)軌兩端e、f，分別接到兩個(gè)不一樣樣的直流電源上時(shí)，L便在導(dǎo)軌上滑動(dòng)。以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A.若a接正極，b接負(fù)極，e接正極，f接負(fù)極，則L向右滑動(dòng)B.若a接正極，b接負(fù)極，e接負(fù)極，f接正極，則L向右滑動(dòng)C.若a接負(fù)極，b接正極，e接正極，f接負(fù)極，則L向左滑動(dòng)D.若a接負(fù)極，b接正極，e接負(fù)極，f接正極，則L向左滑動(dòng)【分析】選B、D。若a接正極，b接負(fù)極，則依照安培定則可知線圈之間產(chǎn)生向上的磁場(chǎng)，e接正極，f接負(fù)極，L中將通有向外的電流，依照左手定則可知L向左運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；若a接正極，b接負(fù)極，則依照安培定則可知線圈之間產(chǎn)生向上的磁場(chǎng)，e接負(fù)極，f接正極，L中將通有向里的電流，

8、依照左手定則可知L向右運(yùn)動(dòng)，B正確；若a接負(fù)極，b接正極，則依照安培定則可知線圈之間產(chǎn)生向下的磁場(chǎng)，e接正極，f接負(fù)極，L中將通有向外的電流，依照左手定則可知L向右運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤；若a接負(fù)極，b接正極，則依照安培定則可知線圈之間產(chǎn)生向下的磁場(chǎng)，e接負(fù)極，f接正極，L中將通有向里的電流，依照左手定則可知L向左運(yùn)動(dòng)，D正確。4.(2018石家莊高二檢測(cè))以以下列圖，一個(gè)邊長(zhǎng)L、三邊電阻相同的正三角形金屬框放置在磁感覺(jué)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，若通以圖示方向的電流，電流強(qiáng)度為I，則金屬框遇到的磁場(chǎng)力為()A.0B.ILBC.ILBD.2ILB【分析】選A。安培力公式F=BILsin中，L是通電導(dǎo)線的有效長(zhǎng)

9、度，是導(dǎo)線在磁場(chǎng)中兩端點(diǎn)間的距離。由題圖可知，正三角形金屬框的有效長(zhǎng)度是0，因此導(dǎo)線框遇到的安培力為零。應(yīng)選A。【補(bǔ)償訓(xùn)練】(2018揭陽(yáng)高二檢測(cè))以以下列圖的天平可用來(lái)測(cè)量磁場(chǎng)的磁感覺(jué)強(qiáng)度。天平的右臂下面掛一個(gè)矩形線圈，寬為L(zhǎng)，共N匝，線圈的下部懸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于紙面。當(dāng)線圈中通有電流I(方向以以下列圖)時(shí)，在天平兩邊加上質(zhì)量分別為m1、m2的砝碼時(shí)，天平平衡；當(dāng)電流反向(大小不變)時(shí)，右邊再加上質(zhì)量為m的砝碼后，天平又重新平衡。由此可知()A.磁感覺(jué)強(qiáng)度方向垂直紙面向里，大小為B.磁感覺(jué)強(qiáng)度方向垂直紙面向里，大小為C.磁感覺(jué)強(qiáng)度方向垂直紙面向外，大小為D.磁感覺(jué)強(qiáng)度方向垂直紙面

10、向外，大小為【分析】選B。由題目所給條件，先判斷出磁場(chǎng)的方向再依照天平的工作原理列出對(duì)應(yīng)關(guān)系式。由于電流反向時(shí)，右邊再加砝碼才能重新平衡，因此電流反向后安培力豎直向上，由左手定則判斷磁場(chǎng)向里。電流反向前，有m1g=m2g+m3g+NBIL，其中m3為線圈質(zhì)量。電流反向后，有m1g=m2g+m3g+mg-NBIL。兩式聯(lián)立可得B=。應(yīng)選B。二、非選擇題(本題共2小題，共22分。需寫(xiě)出規(guī)范的解題步驟)5.(10分)以以下列圖，在傾角為37的圓滑斜面上有一根長(zhǎng)為0.4m、質(zhì)量為610-2kg的通電直導(dǎo)線，電流I=1A，方向垂直紙面向外，導(dǎo)線用平行于斜面的輕繩拴住不動(dòng)，整個(gè)裝置放在磁感覺(jué)強(qiáng)度每秒增加0

11、.4T，方向豎直向上的磁場(chǎng)中，設(shè)t=0時(shí)，B=0，則需要多長(zhǎng)時(shí)間斜面對(duì)導(dǎo)線的支持力為零？(g取10m/s2)【分析】支持力為零時(shí)導(dǎo)線的受力以以下列圖，由平衡條件得：F安=N=0.8N由F安=BIL得B=T=2T由B=0.4t得t=s=5s。答案：5s6.(12分)(2018張家口高二檢測(cè))以以下列圖，足夠長(zhǎng)的圓滑金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為，兩導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，在導(dǎo)軌上端接入電源和滑動(dòng)變阻器，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，一質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab與兩導(dǎo)軌垂直并接觸優(yōu)異，整個(gè)裝置處于磁感覺(jué)強(qiáng)度為B，垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒的電阻不計(jì)。(1)若要使導(dǎo)體棒ab靜止于導(dǎo)軌上，求滑動(dòng)變阻器的阻值應(yīng)取何值。(2)若將滑動(dòng)變阻器的阻值取為零，由靜止釋放導(dǎo)體棒ab，求釋放剎時(shí)導(dǎo)體棒ab的加速度。【分析】(1)若要使導(dǎo)體棒ab靜止于導(dǎo)軌上，則要求導(dǎo)體棒ab所受的重力、支持力、安培力三力平衡，導(dǎo)體棒在沿斜面方向的受力滿足：mgsin=F安，其中F安=BIL，設(shè)導(dǎo)體棒ab靜止時(shí)變阻器的阻值為R，由閉合電路歐姆定律有I