高考物理一輪復(fù)習(xí) 第九章 微專題61 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用
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磁場(chǎng)對(duì)電流的作用 1.考點(diǎn)及要求:(1)安培力、安培力的方向(Ⅰ);(2)勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的安培力(Ⅱ).2.方法與技巧:(1)判斷安培力的方向時(shí),充分利用F安⊥B,F(xiàn)安⊥I;(2)受力分析時(shí),要注意將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖. 1.(安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)情況的判定)如圖1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(chǎng)的作用力的方向是( ) 圖1 A.水平向左 B.水平向右 C.豎直向下 D.豎直向上 2.(安培力作用下的平衡問題)(多選)如圖2所示,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中(磁場(chǎng)方向沒有畫出)固定一傾角為30的光滑斜面,一根質(zhì)量為m的通電直導(dǎo)線垂直于紙面水平放置在斜面上,直導(dǎo)線恰好能保持靜止,電流方向垂直于紙面向里,已知直導(dǎo)線受到的安培力和重力大小相等,斜面對(duì)直導(dǎo)線的支持力大小可能是(重力加速度為g)( ) 圖2 A.0 B.mg C.mg D.mg 3.(安培力作用下的加速問題)(多選)如圖3所示,質(zhì)量為m、長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒MN電阻為R,初始時(shí)靜止于電阻不計(jì)的光滑的水平金屬軌道上,電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻不計(jì).勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,其方向與軌道平面成θ角斜向上方,開關(guān)閉合后導(dǎo)體棒開始運(yùn)動(dòng),則( ) 圖3 A.導(dǎo)體棒向左運(yùn)動(dòng) B.開關(guān)閉合瞬間導(dǎo)體棒MN所受安培力為 C.開關(guān)閉合瞬間導(dǎo)體棒MN所受安培力為 D.開關(guān)閉合瞬間導(dǎo)體棒MN的加速度為 4.(多選)如圖4所示,水平長(zhǎng)直導(dǎo)線MN中通有M到N方向的恒定電流,用兩根輕質(zhì)絕緣細(xì)線將矩形線圈abcd懸掛在其正下方.開始時(shí)線圈內(nèi)不通電流,兩根細(xì)線上的張力均為T,當(dāng)線圈中通過的電流為I時(shí),兩根細(xì)線上的張力均減小為T′.下列說法正確的是( ) 圖4 A.線圈中通過的電流方向?yàn)閍→d→c→b→a B.線圈中通過的電流方向?yàn)閍→b→c→d→a C.當(dāng)線圈中的電流變?yōu)镮時(shí),兩細(xì)線內(nèi)的張力均為零 D.當(dāng)線圈中的電流變?yōu)镮時(shí),兩細(xì)線內(nèi)的張力均為零 5.在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一段彎折成直角的金屬導(dǎo)線abc,ab=bc=L.導(dǎo)線中通有如圖5所示方向的電流,電流強(qiáng)度為I,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.要使該段導(dǎo)線保持靜止不動(dòng),應(yīng)在點(diǎn)b加一外力F為( ) 圖5 A.2BIL,與ab、bc成45角斜向上 B.2BIL,與ab、bc成45角斜向下 C.BIL,與ab、bc成45角斜向上 D.BIL,與ab、bc成45角斜向下 6.(多選)如圖6所示,臺(tái)秤上放一光滑平板,其左邊固定一擋板,一輕質(zhì)彈簧將擋板和一條形磁鐵連接起來,此時(shí)臺(tái)秤有一定的讀數(shù).現(xiàn)在磁鐵上方中心偏右位置固定一通電導(dǎo)線,當(dāng)通以一定的電流后,臺(tái)秤的示數(shù)增加,同時(shí)彈簧縮短(彈簧始終處于彈性限度內(nèi)),則下列說法正確的是( ) 圖6 A.磁鐵右端為N極,左端為S極,導(dǎo)線中的電流方向垂直紙面向內(nèi) B.磁鐵右端為N極,左端為S極,導(dǎo)線中的電流方向垂直紙面向外 C.磁鐵右端為S極,左端為N極,導(dǎo)線中的電流方向垂直紙面向內(nèi) D.磁鐵右端為S極,左端為N極,導(dǎo)線中的電流方向垂直紙面向外 7.所圖7所示,用粗細(xì)均勻的電阻絲折成平面梯形框架abcd.其中ab、cd邊均與ad邊成60角,ab=bc=cd=L,長(zhǎng)度為L(zhǎng)的電阻絲電阻為R0,框架與一電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻r=0.8R0的電源相連接,垂直于框架平面有垂直于紙面向里磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),則梯形框架abcd受到的安培力的大小為( ) 圖7 A.0 B. C. D. 答案解析 1.D [首先根據(jù)安培定則判斷通電螺線管在A處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向:水平向左.根據(jù)左手定則判斷可知:A受到通電螺線管磁場(chǎng)的作用力的方向:豎直向上.故選D.] 2.AD [在圖甲中,由力的平衡可知 F與mg大小相等,方向相反,所以支持力為0,A項(xiàng)正確.由圖乙可知=mg,解得N=mg,D項(xiàng)正確,B、C兩項(xiàng)均錯(cuò).] 3.BD [磁場(chǎng)方向與導(dǎo)體棒垂直,導(dǎo)體棒所受安培力F=BIL=,方向垂直于磁場(chǎng)方向與電流方向所確定的平面斜向下,其有水平向右的分量,導(dǎo)體棒將向右運(yùn)動(dòng),故A、C錯(cuò)誤,B正確.導(dǎo)體棒所受的合力F合=Fcos(90-θ)=Fsin θ,由a=得a=,D正確.] 4.BC [線圈內(nèi)不通電流時(shí)由平衡條件有mg=2T;設(shè)ab和cd處的磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B1和B2,由題意及平衡條件知,當(dāng)線圈中通過的電流為I時(shí),mg=(B1-B2)IL+2T′,ab所受安培力向上,由左手定則可知,電流的方向?yàn)閍→b→c→d→a,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;當(dāng)兩根細(xì)線內(nèi)的張力為零時(shí),mg=(B1-B2)I′L,可得I′=I,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤.] 5.C [通電金屬導(dǎo)線abc的有效長(zhǎng)度等效為線段ac的長(zhǎng)度L,由安培力公式得,金屬導(dǎo)線abc在磁場(chǎng)中受安培力大小為F=BIL,根據(jù)左手定則知安培力的方向與ac垂直斜向下,故力F大小為BIL,方向與ab、bc成45角斜向上,所以選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤,C正確.] 6.AD [當(dāng)磁鐵右端為N極,左端為S極時(shí),磁鐵的磁感線在它的外部是從N極到S極,因?yàn)殚L(zhǎng)直導(dǎo)線在磁鐵的中心偏右位置,所以此處的磁感線是斜向左上的,若電流的方向垂直紙面向里,根據(jù)左手定則,導(dǎo)線受磁鐵給的安培力方向是斜向右上,長(zhǎng)直導(dǎo)線是固定不動(dòng)的,根據(jù)物體間力的作用是相互的,導(dǎo)線給磁鐵的反作用力方向就是斜向左下的;將這個(gè)力在水平方向和豎直方向分解,因此光滑平板對(duì)磁鐵支持力增大,臺(tái)秤的示數(shù)增加,由于在水平向左產(chǎn)生分力,所以壓縮彈簧,彈簧長(zhǎng)度將變短,故A正確,B錯(cuò)誤.當(dāng)磁鐵右端為S極左端為N極時(shí),可得此處的磁感線是斜向右下的,若電流的方向垂直于紙面向外,根據(jù)左手定則,導(dǎo)線受磁鐵給的安培力方向是斜向右上,長(zhǎng)直導(dǎo)線是固定不動(dòng)的,根據(jù)物體間力的作用是相互的,導(dǎo)線給磁鐵的反作用力方向就是斜向左下的;將這個(gè)力在水平方向和豎直方向分解,因此光滑平板對(duì)磁鐵壓力增大,臺(tái)秤的示數(shù)增加,由于水平向左產(chǎn)生分力,所以壓縮彈簧,彈簧長(zhǎng)度將變短,故C錯(cuò)誤,D正確.] 7.B [根據(jù)左手定則判斷出各段受到的安培力的方向,如圖 電路abcd上的電阻為3R0,由幾何關(guān)系得,ad段的長(zhǎng)度為2L,所以ad上的電阻為2R0,并聯(lián)部分的總電阻為: R并==1.2R0 電路中的總電流:I== 路端電壓:U=IR并=1.2R0=0.6 E abcd上的電流:I1== abcd上各段的安培力:F1=F2=F3=BI1L=. ad上的安培力:F4=BI22L=2BL= 各段受到的力中,F(xiàn)1和F3左右方向的分量大小相等,方向相反,相互抵消,所以框架abcd受到的合外力: F=F1cos 60+F2+F3cos 60+F4= 所以選項(xiàng)B正確.]- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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