高考物理江蘇專版總復(fù)習(xí)課時(shí)作業(yè)： 三十六 磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力 含解析

課時(shí)作業(yè) 三十六 磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力(限時(shí)：45分鐘)(班級(jí)_姓名_)1如圖所示，通電折線abc的兩段abbc，勻強(qiáng)磁場(chǎng)水平向右，將此通電折線abc放入磁場(chǎng)中，圖中哪種情況其所受安培力最大()A BCD2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()第2題圖 AAB順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，張力變大 BAB逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，張力變小 CAB順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，張力變小 DAB逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，張力變大3(多選)如圖所示，三根長(zhǎng)度相同的平行通電直導(dǎo)線a、b、c分別通以電流Ia、Ib、Ic(方向未給)，放在光滑絕緣水平面上恰能保持靜止，a、b距離小于b、c距離，下列判斷正確的是()第3題圖 Aa、b、c電流同向 Ba、c電流方向相同，與b方向相反 CIc>Ia>Ib DIb>Ia>Ic4如圖是磁電式電流表的結(jié)構(gòu)，蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場(chǎng)均勻輻向分布，線圈中a、b兩條導(dǎo)線長(zhǎng)均為l，通以圖示方向的電流I，兩條導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B.則()甲乙第4題圖 A該磁場(chǎng)是勻強(qiáng)磁場(chǎng) B線圈平面總與磁場(chǎng)方向垂直 C線圈將逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) Da、b導(dǎo)線受到的安培力大小總為BIl5如圖所示，在傾角為的光滑斜面上，垂直紙面放置一根長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒當(dāng)導(dǎo)體棒中的電流I垂直紙面向里時(shí)，欲使導(dǎo)體棒靜止在斜面上，可加一平行于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，當(dāng)外加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向由垂直斜面向上沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)至水平向左的過程中，下列關(guān)于B的大小變化的說法中，正確的是()第5題圖 A逐漸增大 B逐漸減小 C先減小后增大 D先增大后減小6(多選)如圖所示，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.則磁感應(yīng)強(qiáng)度方向和大小可能為()第6題圖 Az正向，tan By正向， Cz負(fù)向，tan D沿懸線向上，sin 7(17年海安模擬)(多選)如圖所示，兩根通電直導(dǎo)線用四根長(zhǎng)度相等的絕緣細(xì)線懸掛于O、O兩點(diǎn)，已知OO連線水平，導(dǎo)線靜止時(shí)絕緣細(xì)線與豎直方向的夾角均為，保持導(dǎo)線中的電流大小和方向不變，在導(dǎo)線所在空間加上勻強(qiáng)磁場(chǎng)后，絕緣細(xì)線與豎直方向的夾角均變小，則所加磁場(chǎng)的方向可能沿()第7題圖 Az軸正向 Bz軸負(fù)向 Cy軸正向 Dy軸負(fù)向8如圖，一長(zhǎng)為10 cm的金屬棒ab用兩個(gè)完全相同的彈簧水平地懸掛在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中；磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.1 T，方向垂直于紙面向里；彈簧上端固定，下端與金屬棒絕緣，金屬棒通過開關(guān)與一電動(dòng)勢(shì)為12 V的電池相連，電路總電阻為2 .已知開關(guān)斷開時(shí)兩彈簧的伸長(zhǎng)量均為0.5 cm；閉合開關(guān)，系統(tǒng)重新平衡后，兩彈簧的伸長(zhǎng)量與開關(guān)斷開時(shí)相比均改變了0.3 cm，重力加速度大小取10 m/s2.判斷開關(guān)閉合后金屬棒所受安培力的方向，并求出金屬棒的質(zhì)量第8題圖9如圖所示，U形平行金屬導(dǎo)軌與水平面成37°角，金屬桿ab橫跨放在導(dǎo)軌上，其有效長(zhǎng)度為0.5 m，質(zhì)量為0.2 kg，與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1.空間存在豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度為2 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，要使ab桿在導(dǎo)軌上保持靜止，則ab中的電流大小應(yīng)在什么范圍？(設(shè)最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等，取g10m/s2，sin 37°0.6，cos 37°0.8)第9題圖10如圖所示為理想直流電動(dòng)機(jī)工作原理模型圖(剖面圖)，其磁場(chǎng)方向成輻射狀指向外側(cè)，當(dāng)線圈通過中間平面時(shí)通過電流轉(zhuǎn)換器改變電流方向；已知線圈匝數(shù)n1000匝，線圈平面為邊長(zhǎng)l20 cm的正方形，線圈內(nèi)阻r4 ；線圈外側(cè)導(dǎo)線所在處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小都為B0.03 T，電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)電流I2 A，轉(zhuǎn)速N50 r/s，求：(1)該直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率；(2)該直流電動(dòng)機(jī)消耗的電功率第10題圖課時(shí)作業(yè)(三十六)磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力1.C【解析】當(dāng)通電導(dǎo)線為折線或曲線時(shí)其效果相當(dāng)于由起點(diǎn)到終點(diǎn)的直線通以相同的電流，由題中圖知C選項(xiàng)正確2D【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)度來說，磁感線是向右穿過導(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.3BC【解析】同向電流相互吸引，異向電流相互排斥；根據(jù)三根導(dǎo)線均平衡其對(duì)應(yīng)受力情況如下圖中甲乙丙所示，對(duì)通電細(xì)桿進(jìn)行受力分析如下：由圖可知：ac相吸，電流同向；a、b相斥，電流反向故A錯(cuò)B正確；以b為研究對(duì)象，c相對(duì)a離b較遠(yuǎn)，欲使a、c對(duì)b的作用力大小相等，實(shí)現(xiàn)平衡，Ic應(yīng)大于Ia，即Ic>Ia，同理以c為研究對(duì)象可得Ia>Ib，綜合可得：Ic>Ia>Ib.故C選項(xiàng)正確；D選項(xiàng)錯(cuò)誤選BC. 甲乙 丙 第3題圖4D【解析】勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)大小處處相等，方向處處相同，由圖可知，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在圖示的位置，a受向上的安培力，b受向下的安培力，線圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；易知選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不變，電流大小不變，則安培力大小始終為BIl，選項(xiàng)D正確5A【解析】對(duì)通電導(dǎo)線受力分析，通電導(dǎo)線受重力、支持力和安培力作用，三力平衡，當(dāng)外加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向由垂直斜面向上沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)至水平向左的過程中，所受的安培力由沿斜面斜向上轉(zhuǎn)到豎直向上，作出通電導(dǎo)線受力的動(dòng)態(tài)變化圖如圖所示，由圖可知，安培力逐漸增大，則B逐漸增大，A項(xiàng)正確第5題圖6BC【解析】對(duì)于A選項(xiàng)，安培力水平向右，三力合力不可能為零，A錯(cuò)誤；對(duì)于B選項(xiàng)，安培力豎直向上，當(dāng)安培力BILmg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BILmgtan ，此時(shí)B，C正確；對(duì)于D選項(xiàng)，安培力垂直于繩子的方向向內(nèi)，三力不可能平衡，D錯(cuò)誤7AB【解析】導(dǎo)線靜止時(shí)絕緣細(xì)線與豎直方向的夾角均為，說明兩根導(dǎo)線的電流方向相反，磁場(chǎng)的方向沿z軸方向，電流的方向沿x軸，根據(jù)左手定則可以判斷受到的磁場(chǎng)力在水平方向上，所以A、B正確；若磁場(chǎng)的方向沿y軸方向，兩根導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力都在豎直方向上，一個(gè)向上，一個(gè)向下，它們的角度變化一個(gè)增加，一個(gè)減小，與題不符，所以C、D錯(cuò)誤8豎直向下0.01 kg【解析】金屬棒通電后，閉合回路電流I6 A導(dǎo)體棒受到安培力FBIL0.06 N，根據(jù)安培定則可判斷金屬棒受到安培力方向豎直向下；開關(guān)閉合前2×k×0.5×102mmg開關(guān)閉合后2×k×(0.50.3)×102mmgF所以m0.01 kg91.21 AI1.84 A【解析】先畫出金屬桿受力的側(cè)面圖，由于安培力的大小與電流有關(guān)，因此改變電流的大小，可以改變安培力的大小，也可以使導(dǎo)線所受的摩擦力方向發(fā)生變化由平衡條件可知，當(dāng)電流較小時(shí)，導(dǎo)線所受的摩擦力方向沿斜面向上第9題圖則mgsin (mgcos Fsin )Fcos 又FBI1L得I11.21 A當(dāng)電流較大時(shí)，導(dǎo)線所受的摩擦力方向沿斜面向下則mgsin (mgcos Fsin )Fcos 又FBI2LI21.84 A.所以1.21 AI1.84 A.10(1)754 W(2)770 W【解析】(1)線圈右邊受到的安培力FnBIl線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度v2N·Nl該邊的機(jī)械功率PFv由于左、右兩邊，故P機(jī)2P綜合并代入相關(guān)數(shù)據(jù)可得：P機(jī)754 W(2)內(nèi)阻上產(chǎn)生的熱功率P熱I2r電動(dòng)機(jī)消耗的電功率P電P機(jī)P電綜合并代入相關(guān)數(shù)據(jù)可得：P電770 W.