高中人教物理選擇性必修二課時(shí)01 磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力（重點(diǎn)練）同步專練（解析版）

1、第1課時(shí) 磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力第一章 安培力與洛倫茲力一、單選題1 (2019湖南婁底市下學(xué)期質(zhì)量檢測(cè))如圖所示，三根長(zhǎng)為L(zhǎng)的直線電流在空間構(gòu)成等邊三角形，電流的方向垂直紙面向里電流大小均為I，其中A、B電流在C處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B0，導(dǎo)線C位于水平面且處于靜止?fàn)顟B(tài)，則導(dǎo)線C受到的靜摩擦力是()A.eq f(r(3),2)B0IL，水平向左 B.eq f(r(3),2)B0IL，水平向右C.eq r(3)B0IL，水平向左 D.eq r(3)B0IL，水平向右【答案】D【解析】根據(jù)安培定則，知A、B電流在C處的磁場(chǎng)方向分別垂直于AC、BC斜向下，如圖所示，可知30，則有：BCeq

2、r(3)B0，方向豎直向下；再由左手定則可知，安培力方向水平向左，大小為F安eq r(3)B0IL；由于導(dǎo)線C位于水平面且處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以導(dǎo)線C受到的靜摩擦力大小為eq r(3)B0IL，方向水平向右故選D。2(2019河北唐山市第一次模擬)如圖所示，水平桌面上固定兩條光滑平行導(dǎo)軌，導(dǎo)軌左端連接電源，整個(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中現(xiàn)將兩根質(zhì)量相同的導(dǎo)體棒M、N依次靜置于導(dǎo)軌上的同一位置，接通電源，導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌從桌面右側(cè)水平拋出，始終與地面平行，落地位置與導(dǎo)軌右端的水平距離分別為s1和s2.不計(jì)電源和導(dǎo)軌電阻，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，則安培力對(duì)兩導(dǎo)體棒做功之比為()A11 Bseq oa

3、l(12)seq oal(22)Cs1s2 D.eq r(s1)eq r(s2)【答案】B【解析】導(dǎo)體棒做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于高度一定，則時(shí)間一定，設(shè)為t，則被拋出時(shí)的速度為veq f(s,t)，則安培力做功為：Weq f(1,2)mv2eq f(1,2)m(eq f(s,t)2；由題可知，兩個(gè)導(dǎo)體棒落地位置與導(dǎo)軌右端的水平距離分別為s1和s2，而且導(dǎo)體棒質(zhì)量相同，則安培力做功之比為：eq f(W1,W2)eq f(soal(12),soal(22)，故選項(xiàng)B正確，A、C、D錯(cuò)誤.故選B。3(2019福建泉州市5月第二次質(zhì)檢)如圖，光滑斜面上放置一根通有恒定電流的導(dǎo)體棒，空間有垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁

4、場(chǎng)B，導(dǎo)體棒處于靜止?fàn)顟B(tài)現(xiàn)將勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向沿圖示方向緩慢旋轉(zhuǎn)到水平方向，為了使導(dǎo)體棒始終保持靜止?fàn)顟B(tài)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)同步()A增大 B減小C先增大，后減小 D先減小，后增大【答案】A【解析】對(duì)導(dǎo)體棒進(jìn)行受力分析如圖：磁場(chǎng)方向緩慢旋轉(zhuǎn)到水平方向，則安培力方向緩慢從圖示位置轉(zhuǎn)到豎直向上，因?yàn)槌跏紩r(shí)刻安培力沿斜面向上，與支持力方向垂直，最小，所以安培力一直變大，而安培力：F安BIL，所以磁場(chǎng)一直增大，B、C、D錯(cuò)誤，A正確故選A。4(2020山東膠州一中模擬)(多選)如圖所示,質(zhì)量為m、長(zhǎng)度為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軸正方向的電流I且導(dǎo)線保持靜止

5、時(shí),懸線與豎直方向夾角為.磁感應(yīng)強(qiáng)度方向和大小可能為()A.沿z軸正向,mgILtan B.沿y軸正向,mgILC.沿z軸正向,mgILtan D.沿懸線向上,mgILsin 【答案】B【解析】若B沿z軸正向,則從O向O看,導(dǎo)線受到的安培力大小F=ILB,方向水平向左,如圖甲所示,導(dǎo)線無(wú)法平衡,A錯(cuò)誤;若B沿y軸正向,導(dǎo)線受到的安培力豎直向上,如圖乙所示,當(dāng)FT=0,且滿足ILB=mg,即B=mgIL時(shí),導(dǎo)線可以平衡,B正確;若B沿z軸負(fù)向,導(dǎo)線受到的安培力水平向右,如圖丙所示,若滿足FTsin =ILB,FTcos =mg,即B=mgtanIL,導(dǎo)線可以平衡,C正確;若B沿懸線向上,導(dǎo)線受到

6、的安培力垂直于導(dǎo)線指向左下方,導(dǎo)線無(wú)法平衡,D錯(cuò)誤.故選B。二、多選題5(多選)(2020廣東梅州市調(diào)研)如圖所示，水平放置的光滑平行金屬導(dǎo)軌，左端通過(guò)開(kāi)關(guān)S與內(nèi)阻不計(jì)、電動(dòng)勢(shì)為E的電源相連，右端與半徑為L(zhǎng)20 cm的光滑圓弧導(dǎo)軌相接導(dǎo)軌寬度為20 cm，電阻不計(jì)導(dǎo)軌所在空間有豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.5 T. 一根導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放置，質(zhì)量m60 g、電阻 R1 ，用兩根長(zhǎng)也為20 cm的絕緣細(xì)線懸掛，導(dǎo)體棒恰好與導(dǎo)軌接觸當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S后，導(dǎo)體棒沿圓弧擺動(dòng)，擺動(dòng)過(guò)程中導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌接觸良好且細(xì)線處于張緊狀態(tài)導(dǎo)體棒ab速度最大時(shí)，細(xì)線與豎直方向的夾角 53(sin 530.8，co

7、s 530.6，g10 m/s2)，則()A磁場(chǎng)方向一定豎直向上B電源的電動(dòng)勢(shì) E8 VC導(dǎo)體棒在擺動(dòng)過(guò)程中所受安培力F8 ND導(dǎo)體棒擺動(dòng)過(guò)程中的最大動(dòng)能為 0.08 J【答案】BD【解析】由題意知，當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，導(dǎo)體棒向右擺動(dòng)，說(shuō)明其所受安培力水平向右，由左手定則可知，磁場(chǎng)方向豎直向下，故A錯(cuò)誤；設(shè)電路中電流為I，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，導(dǎo)體棒ab所受安培力為F，導(dǎo)體棒ab速度最大時(shí)，細(xì)線與豎直方向的夾角53，則tan eq f(F,mg)，又FBILBeq f(E,R)L，得F0.8 N，E8 V，故B正確，C錯(cuò)誤；導(dǎo)體棒ab速度最大時(shí)，動(dòng)能最大為Ekm，根據(jù)動(dòng)能定理得：FLsin 53mgL

8、(1cos 53)Ekm0，解得Ekm0.08 J，故D正確故選BD。6(多選)(2017全國(guó)卷19)如圖，三根相互平行的固定長(zhǎng)直導(dǎo)線L1、L2和L3兩兩等距，均通有電流I，L1中電流方向與L2中的相同，與L3中的相反下列說(shuō)法正確的是()AL1所受磁場(chǎng)作用力的方向與L2、L3所在平面垂直BL3所受磁場(chǎng)作用力的方向與L1、L2所在平面垂直CL1、L2和L3單位長(zhǎng)度所受的磁場(chǎng)作用力大小之比為11eq r(3)DL1、L2和L3單位長(zhǎng)度所受的磁場(chǎng)作用力大小之比為eq r(3)eq r(3)1【答案】BC【解析】同向電流相互吸引，反向電流相互排斥對(duì)L1受力分析，如圖甲所示，可知L1所受磁場(chǎng)作用力的方向與L2、L3所在的平面平行，故A錯(cuò)誤；對(duì)L3受力分析，如圖乙所示，可知L3所受磁場(chǎng)作用力的方向與L1、L2所在的平