【贏在課堂】2014年高中物理 配套課時(shí)訓(xùn)練23 通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力 新人教版選修3-1

1、課時(shí)訓(xùn)練23通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力1.如圖所示,一根有質(zhì)量的金屬棒MN,兩端用細(xì)軟導(dǎo)線連接后懸于A、B兩點(diǎn),棒的中部處于方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,棒中通有電流,方向從M流向N,此時(shí)懸線上有拉力,為了使拉力等于零,可以()A.適當(dāng)減小磁感應(yīng)強(qiáng)度B.使磁場(chǎng)反向C.適當(dāng)增大電流D.使電流反向答案:C解析:為使懸線拉力為零,安培力的方向必須向上且增大才能與重力平衡,即合力為零,由左手定則可知,A、B、D錯(cuò)誤,C正確。2.通電矩形線框ABCD與長(zhǎng)直通電導(dǎo)線MN在同一平面內(nèi),如圖所示,AB邊與MN平行。關(guān)于MN中電流的磁場(chǎng)對(duì)線框的作用力,下列說(shuō)法正確的是()A.線框有兩條邊所受的安培力方向相同B.線

2、框有兩條邊所受的安培力大小相等C.線框所受的安培力的合力方向向左D.線框所受的安培力的合力方向向右答案:BD解析:由安培定則可知導(dǎo)線MN中的電流在線框外所產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外,再由左手定則判斷出BC邊和AD邊所受安培力大小相等,方向相反。AB邊受到向右的安培力FAB,CD邊受到向左的安培力FCD。因AB處的磁場(chǎng)強(qiáng),CD處的磁場(chǎng)弱,故FAB>FCD,線框所受合力方向向右。3.如圖所示,用細(xì)繩懸于O點(diǎn)的可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的通電導(dǎo)線AB放在蹄形磁鐵的上方,當(dāng)導(dǎo)線中通以圖示方向電流時(shí),從上向下看,AB的轉(zhuǎn)動(dòng)方向及細(xì)繩中張力變化的情況為()A.AB順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),張力變大B.AB逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),張力變小C

3、.AB順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),張力變小D.AB逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),張力變大答案:D解析:在導(dǎo)線上靠近A、B兩端各取一個(gè)電流元,A處的電流元所在處的磁場(chǎng)向上穿過(guò)導(dǎo)線,根據(jù)左手定則,該電流元受力垂直紙面向外,同理B處電流元受安培力垂直紙面向里,所以從上向下看,導(dǎo)線逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí),由于導(dǎo)線轉(zhuǎn)動(dòng),所以電流在垂直紙面方向有了投影,對(duì)于此有效長(zhǎng)度來(lái)說(shuō),磁感線是向右穿過(guò)導(dǎo)線,再根據(jù)左手定則可判定導(dǎo)線有向下運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),故選D。4.一個(gè)可以自由運(yùn)動(dòng)的線圈L1和一個(gè)固定的線圈L2互相絕緣垂直放置,且兩個(gè)線圈的圓心重合,當(dāng)兩線圈通有如圖所示方向的電流時(shí),則從左向右看,則線圈L1將()A.不動(dòng)B.順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)C.逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)D.向紙面內(nèi)平

4、動(dòng)答案:B解析:由安培定則和左手定則可知L1上半環(huán)受安培力向紙外,下半環(huán)受安培力向紙里。因此從左向右看L1順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),選項(xiàng)B正確。5.如圖所示,條形磁鐵放在水平桌面上,在其正中央的上方固定一根長(zhǎng)直導(dǎo)線。導(dǎo)線與磁鐵垂直,給導(dǎo)線通以垂直紙面向里的電流。用FN表示磁鐵對(duì)桌面的壓力,用Ff表示桌面對(duì)磁鐵的摩擦力。導(dǎo)線通電后與通電前相比較()A.FN減小,Ff=0B.FN減小,Ff0C.FN增大,Ff=0D.FN增大,Ff0答案:C解析:直導(dǎo)線所在處的磁場(chǎng)方向水平向左,由左手定則知,直導(dǎo)線受條形磁鐵的安培力方向豎直向上,由牛頓第三定律知,磁鐵受直導(dǎo)線的力的方向?yàn)樨Q直向下,故FN增大,Ff=0,C正確。6

5、.如圖所示,一金屬直桿MN兩端接有導(dǎo)線,懸掛于線圈上方。MN與線圈軸線均處于豎直平面內(nèi),為使MN垂直紙面向外運(yùn)動(dòng),可以()A.將A、C端接在電源正極,B、D端接在電源負(fù)極B.將B、D端接在電源正極,A、C端接在電源負(fù)極C.將A、D端接在電源正極,B、C端接在電源負(fù)極D.將A、C端接在交流電源的一端,B、D端接在交流電源的另一端答案:ABD解析:本題主要考查兩個(gè)方面:電流的磁場(chǎng)和左手定則。要求直桿MN垂直紙面向外運(yùn)動(dòng),把直桿所在處的磁場(chǎng)方向和直桿中的電流方向畫出來(lái)得A、B正確。若使A、C兩端(或B、D兩端)的電勢(shì)相對(duì)于另兩端B、D(或A、C兩端)的電勢(shì)的高低做同步變化,線圈磁場(chǎng)與電流方向的關(guān)系跟

6、上述兩種情況一樣,故D也正確。7.如圖所示,在傾角為37°的光滑斜面上有一根長(zhǎng)為0.4 m,質(zhì)量為6×10-2 kg的通電直導(dǎo)線,電流I=1 A,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)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度每秒增加0.4 T,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10 m/s2)答案:5 s解析:斜面對(duì)導(dǎo)線的支持力為零時(shí)導(dǎo)線的受力如圖所示。由平衡條件FTcos 37°=FFTsin 37°=mg由解得:F=代入數(shù)值得:F=0.8 N由F=BIL得:B=T=2 TB與t的變化關(guān)系為B=0.4 t所以:t=5 s。8.一根長(zhǎng)為0.2 m的金屬棒放在傾角為=37°的光滑斜面上,并通以I=5 A的電流,方向如圖所示。整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.6 T、豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,金屬棒恰能靜止在斜面上,則該棒的重力為多少?答案: