高考物理 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練 第1部分 第三章 第2節(jié) 磁場對通電導(dǎo)線的作用 安培力（含解析） 新人教版選修3-1

課時(shí)跟蹤訓(xùn)練(滿分60分時(shí)間30分鐘)一、選擇題(每小題至少有一個(gè)選項(xiàng)正確，選對得5分，選不全得3分，錯(cuò)選不得分，共40分)1如圖1所示，用兩根相同的細(xì)繩水平懸掛一段均勻載流直導(dǎo)線MN，電流I方向從M到N，繩子的拉力均為F。為使F0，可能達(dá)到要求的方法是()圖1A加水平向右的磁場B加水平向左的磁場C加垂直紙面向里的磁場 D加垂直紙面向外的磁場解析：根據(jù)題意可知：欲使F0，則需使磁場力豎直向上，大小等于導(dǎo)線重力，由左手定則可知，磁場方向需垂直紙面向里，故選C。答案：C2如圖2所示，均勻繞制的螺線管水平放置，在其正中心的上方附近用絕緣繩水平吊起通電直導(dǎo)線A，A與螺線管垂直，A導(dǎo)線中的電流方向垂直紙面向里，開關(guān)S閉合，A受到通電螺線管磁場的作用力的方向是 ()A水平向左B水平向右 圖2C豎直向下 D豎直向上解析：先用安培定則判斷螺線管的磁場方向，在A點(diǎn)導(dǎo)線處的磁場方向是水平向左的；再用左手定則判斷出導(dǎo)線A受到的安培力豎直向上。故選D。答案：D3如圖3所示，A為一水平旋轉(zhuǎn)的橡膠圓盤，帶有大量均勻分布的負(fù)電荷，在圓盤正上方水平放置一通電直導(dǎo)線，電流方向如圖所示。當(dāng)圓盤高速繞中心軸OO轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通電直導(dǎo)線所受安培力的方向是()A豎直向上 B豎直向下圖3C水平向里 D水平向外解析：由電流產(chǎn)生磁場可知橡膠圓盤上高速轉(zhuǎn)動(dòng)的負(fù)電荷產(chǎn)生的磁場在圓盤上方是垂直圓盤向上的，再由左手定則判斷通電導(dǎo)線所受安培力方向水平向里，C正確。答案：C4已知質(zhì)量為m的通電細(xì)桿ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，有電流時(shí)，ab恰好在導(dǎo)軌上靜止，如圖4所示，圖5是它的四個(gè)側(cè)視圖，在四種可能的勻強(qiáng)磁場方向中，能使桿ab與導(dǎo)軌之間摩擦力為零的圖是() 圖4圖5解析：用左手定則判斷各圖中通電細(xì)桿的安培力方向，再判斷通電細(xì)桿所受的摩擦力是否為零。答案：AB5一個(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)兩線圈通以如圖6所示的電流時(shí)，從左向右看，則線圈L1將() A不動(dòng)B順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) 圖6C逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) D向紙面內(nèi)平動(dòng)解析：法一：利用結(jié)論法環(huán)形電流I1、I2之間不平行，則必有相對轉(zhuǎn)動(dòng)，直到兩環(huán)形電流同向平行為止，據(jù)此可得L1的轉(zhuǎn)動(dòng)方向應(yīng)是：從左向右看線圈L1順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。法二：等效法把線圈L1等效為小磁針，該小磁針剛好處于環(huán)形電流I2的中心，通電后，小磁針的N極應(yīng)指向該點(diǎn)環(huán)形電流I2的磁場方向，由安培定則知L2產(chǎn)生的磁場方向在其中心豎直向上，而L1等效成小磁針后轉(zhuǎn)動(dòng)前N極指向紙內(nèi)，因此應(yīng)由向紙內(nèi)轉(zhuǎn)為向上，所以從左向右看，線圈L1順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。答案：B6如圖7所示電路中，電池均相同，當(dāng)電鍵S分別置于兩處時(shí)，導(dǎo)線MM與NN之間的安培力的大小分別為Fa、Fb，可判斷這兩段導(dǎo)線()圖7A相互吸引，F(xiàn)aFbB相互排斥，F(xiàn)aFbC相互吸引，F(xiàn)aFb D相互排斥，F(xiàn)aFb解析：無論電鍵置于a還是置于b，兩導(dǎo)線中通過的都是反向電流，相互間作用力為斥力，A、C錯(cuò)誤。電鍵置于位置b時(shí)電路中電流較大，導(dǎo)線間相互作用力也較大，故D正確。答案：D7螺線管正中間的上方懸掛一個(gè)通有順時(shí)針方向電流的小線圈，線圈的平面與螺線管的軸線在同一豎直面內(nèi)，如圖8所示。當(dāng)開關(guān)S合上時(shí)(一小段時(shí)間內(nèi))，從上方俯視，線圈應(yīng)該()A順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)向左移動(dòng)B逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)向右移動(dòng) 圖8C順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)懸線的拉力減小D逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)懸線的拉力增大解析：閉合S后，螺線管左端為S極，右端為N極，由左手定則知圓環(huán)右邊受垂直于紙面向里的安培力，左邊受垂直于紙面向外的安培力，所以從上向下看線圈逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)到線圈與紙面垂直時(shí)，線圈等效為左端為N極、右端為S極的磁針，由磁極間的作用力可知懸線拉力增大。答案：D8(2012·自貢高二檢測)如圖9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直導(dǎo)線，導(dǎo)線與磁鐵垂直，給導(dǎo)線通以垂直于紙面向里的電流，用N表示磁鐵對桌面的壓力，用f表示桌面對磁鐵的摩擦力，導(dǎo)線中通電后與通電前相比較() 圖9AN減小，f0 BN減小，f0CN增大，f0 DN增大，f0解析：如圖所示，畫出一條通過電流I處的磁感線，電流I處的磁場方向水平向左，由左手定則知電流I受安培力方向豎直向上。根據(jù)牛頓第三定律知，電流對磁鐵的作用力方向豎直向下，所以磁鐵對桌面壓力增大。由于磁鐵沒有相對于桌面的運(yùn)動(dòng)趨勢，故桌面對磁鐵無摩擦力作用。故C正確。答案：C二、非選擇題(每小題10分，共20分)9質(zhì)量為m、長度為L的導(dǎo)體棒MN靜止于水平導(dǎo)軌上，通過MN的電流為I，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向與導(dǎo)軌平面成角斜向下，如圖10所示，求棒MN所受的支持力大小和摩擦力大小。 圖10解析：畫出平面圖，由左手定則判斷出安培力方向，對MN受力分析如圖所示，由平衡條件得：水平方向：fFsin豎直方向：NFcosmg安培力FBIL，所以MN所受的支持力NBILcosmg，所受摩擦力fBILsin。答案：BILcosmgBILsin10如圖11所示，PQ和MN為水平、平行放置的金屬導(dǎo)軌，相距1 m，導(dǎo)體棒ab跨放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒的質(zhì)量m0.2 kg，導(dǎo)體棒的中點(diǎn)用細(xì)繩經(jīng)滑輪與物體相連，物體質(zhì)量 M0.3 kg，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5。勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2 T，方向豎直向下，為了使物體勻速上升，應(yīng)在導(dǎo)體棒中通入多大的電流？方向如何？ 圖11解析：為了使物體勻速上升，導(dǎo)體棒所受安培力方向應(yīng)向左，由左手定則可知，導(dǎo)體棒中的電流方向應(yīng)為ab。由平衡條件得：BILMgmg解得：I2 A。答案：2 A方向ab