《2019-2020學(xué)年高中物理 課時(shí)分層作業(yè)21 通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力（含解析）新人教版選修3-1》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019-2020學(xué)年高中物理 課時(shí)分層作業(yè)21 通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力（含解析）新人教版選修3-1（7頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、課時(shí)分層作業(yè)(二十一)(時(shí)間：40分鐘分值：100分)基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練一、選擇題(本題共6小題，每小題6分，共36分)1如圖所示，長(zhǎng)為2L的直導(dǎo)線折成邊長(zhǎng)相等，夾角為60的“V”形，并置于與其所在平面相垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，當(dāng)在該導(dǎo)線中通以電流I時(shí)，該“V”形通電導(dǎo)線受到的安培力大小為()ABILB2BILC0.5BIL D0A導(dǎo)線在磁場(chǎng)內(nèi)有效長(zhǎng)度為2Lsin 30L，故該“V”形通電導(dǎo)線受到安培力大小為BIL，A正確。2(多選)如圖所示，在方框中有一能產(chǎn)生磁場(chǎng)的裝置，現(xiàn)在在方框右邊放一通電直導(dǎo)線(電流方向如圖中箭頭方向)，發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)線受到向右的作用力，則方框中放置的裝置可能是()ABC

2、DCD通電螺線管在通電直導(dǎo)線處產(chǎn)生的磁場(chǎng)向右，由左手定則可知直導(dǎo)線受安培力垂直紙面向里，A錯(cuò)誤；垂直紙面的通電直導(dǎo)線在通電直導(dǎo)線處產(chǎn)生的磁場(chǎng)使通電直導(dǎo)線一邊轉(zhuǎn)動(dòng)一邊靠近，B錯(cuò)誤；通電圓環(huán)在通電直導(dǎo)線處產(chǎn)生的磁場(chǎng)垂直紙面向外，由左手定則可知通電直導(dǎo)線所受安培力向右，C正確；D中兩通電直導(dǎo)線電流反向，互相排斥，D正確。3如圖所示，兩個(gè)完全相同的線圈套在一水平光滑絕緣圓柱上，但能自由移動(dòng)，若兩線圈內(nèi)通以大小不等的同向電流，則它們的運(yùn)動(dòng)情況是()A都繞圓柱轉(zhuǎn)動(dòng)B以不等的加速度相向運(yùn)動(dòng)C以相等的加速度相向運(yùn)動(dòng)D以相等的加速度相背運(yùn)動(dòng)C同向環(huán)形電流間相互吸引，雖然兩電流大小不等，但由牛頓第三定律知，兩線圈

3、所受作用力必大小相等，C正確。4下列關(guān)于磁電式電流表的說法中不正確的是()A指針穩(wěn)定后，螺旋彈簧形變產(chǎn)生的阻力與線圈所受到的安培力方向是相反的B通電線圈中的電流越大，電流表指針的偏轉(zhuǎn)角度越大C在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的范圍內(nèi)，各處的磁場(chǎng)都是勻強(qiáng)磁場(chǎng)D在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的范圍內(nèi)，線圈所受安培力大小與電流大小有關(guān)，與所處位置無關(guān)C螺旋彈簧形變產(chǎn)生的阻力與安培力引起的動(dòng)力從轉(zhuǎn)動(dòng)角度來看二力方向相反。電流表內(nèi)磁場(chǎng)是均勻輻射磁場(chǎng)，在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的范圍內(nèi)，不管線圈轉(zhuǎn)到什么角度，它的平面都跟磁感線平行，線圈所在各處的磁場(chǎng)大小相等方向不同，所以安培力與電流大小有關(guān)而與所處位置無關(guān)，電流越大，安培力越大，指針轉(zhuǎn)過的角度越大。綜上可知，A

4、、B、D正確，C錯(cuò)誤。5(多選)如圖所示，在絕緣的水平面上等間距固定著三根相互平行的通電直導(dǎo)線a、b和c，各導(dǎo)線中的電流大小相同，其中a、c導(dǎo)線中的電流方向垂直紙面向外，b導(dǎo)線中的電流方向垂直紙面向內(nèi)，每根導(dǎo)線都受到另外兩根導(dǎo)線對(duì)它的安培力作用，則關(guān)于每根導(dǎo)線所受安培力的合力，以下說法正確的是()A導(dǎo)線a所受合力方向水平向右B導(dǎo)線c所受合力方向水平向右C導(dǎo)線c所受合力方向水平向左D導(dǎo)線b所受合力為零BD由安培定則確定電流磁場(chǎng)方向，再由磁場(chǎng)的疊加判定a、b、c處合磁場(chǎng)方向，由左手定則可得出導(dǎo)線a受合力方向向左，導(dǎo)線c受合力方向向右，導(dǎo)線b受安培力合力為零，故選B、D。6如圖所示，在傾角為的光滑斜

5、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。在導(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，下列外加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向正確的是()ABmg，方向垂直斜面向上BBmg，方向垂直斜面向下CBmg，方向垂直斜面向下DBmg，方向垂直斜面向上A由左手定則可知，要使棒受力平衡，磁場(chǎng)方向應(yīng)為垂直斜面向上。對(duì)棒由平衡條件可得mgsin BIL，解得Bmg，A正確。二、非選擇題(14分)7長(zhǎng)L60 cm、質(zhì)量m6.0102kg、粗細(xì)均勻的金屬棒，兩端用完全相同的彈簧掛起，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.4 T、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示，若不計(jì)彈簧重力(g取10 m/s2)，問

6、：(1)要使彈簧不伸長(zhǎng)，金屬棒中電流的大小和方向如何？(2)若在金屬棒中通入自左向右、大小為I0.2 A的電流，金屬棒下降x11 cm；若通入金屬棒中的電流仍為0.2 A，但方向相反，這時(shí)金屬棒下降了多少？解析(1)要使彈簧不伸長(zhǎng)，則重力應(yīng)與安培力平衡，所以安培力應(yīng)向上，據(jù)左手定則可知電流方向應(yīng)向右，因mgBLI，所以I2.5 A。(2)因在金屬棒中通入自左向右、大小為I0.2 A的電流，金屬棒下降x11 cm，由平衡條件得mgBLI2kx1。當(dāng)電流反向時(shí)，由平衡條件得mgBLI2kx2。解得x21.17 cm。答案(1)2.5 A向右(2)1.17 cm能力提升練一、選擇題(本題共4小題，每

7、小題6分，共24分)1如圖所示，放在臺(tái)秤上的條形磁鐵兩極未知，為了探明磁鐵的極性，在它中央的正上方固定一導(dǎo)線，導(dǎo)線與磁鐵垂直，給導(dǎo)線通以垂直紙面向外的電流，則()A如果臺(tái)秤的示數(shù)增大，說明磁鐵左端是北極B如果臺(tái)秤的示數(shù)增大，說明磁鐵右端是北極C無論如何臺(tái)秤的示數(shù)都不可能變化D以上說法都不正確A如果臺(tái)秤的示數(shù)增大，說明導(dǎo)線對(duì)磁鐵的作用力豎直向下，由牛頓第三定律知，磁鐵對(duì)導(dǎo)線的作用力豎直向上，根據(jù)左手定則可判斷，導(dǎo)線所在處磁場(chǎng)方向水平向右，由磁鐵周圍磁場(chǎng)分布規(guī)律可知，磁鐵的左端為北極，A正確，B、C、D錯(cuò)誤。2(多選)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。

8、關(guān)于MN的磁場(chǎng)對(duì)線框的作用力，下列說法正確的是()A線框有兩條邊所受到的安培力方向相同B線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BD由安培定則可知導(dǎo)線MN在線框處所產(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所處的磁場(chǎng)強(qiáng)，cd所處的磁場(chǎng)弱，故FabFcd，線框所受合力方向向右。3(多選)如圖所示的裝置可演示磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用，電磁鐵上下兩磁極之間某一水平面內(nèi)固定兩條平行金屬導(dǎo)軌，L是置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌垂直的金屬桿，當(dāng)磁鐵線圈

9、兩端a、b，導(dǎo)軌兩端e、f分別接到兩個(gè)不同的直流電源上時(shí)，L便在導(dǎo)軌上滑動(dòng)。下列說法正確的是()A若a接正極，b接負(fù)極，e接正極，f接負(fù)極，則L向右滑動(dòng)B若a接正極，b接負(fù)極，e接負(fù)極，f接正極，則L向右滑動(dòng)C若a接負(fù)極，b接正極，e接正極，f接負(fù)極，則L向左滑動(dòng)D若a接負(fù)極，b接正極，e接負(fù)極，f接正極，則L向左滑動(dòng)BD若a接正極，b接負(fù)極，則電磁鐵磁極間磁場(chǎng)方向向上，當(dāng)e接正極，f接負(fù)極時(shí)，由左手定則可知，金屬桿所受安培力向左，則L向左滑動(dòng)，A錯(cuò)誤；同理可判定B、D正確，C錯(cuò)誤。4(多選)電磁軌道炮工作原理如圖所示。待發(fā)射彈體可在兩平行軌道之間自由移動(dòng)，并與軌道保持良好接觸。電流I從一條軌

10、道流入，通過導(dǎo)電彈體后從另一條軌道流回。軌道電流可形成在彈體處垂直于軌道面的磁場(chǎng)(可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng))，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與I成正比。通電的彈體在軌道上受到安培力的作用而高速射出。現(xiàn)欲使彈體的出射速度增加至原來的2倍，理論上可采用的辦法是()A只將軌道長(zhǎng)度L變?yōu)樵瓉淼?倍B只將電流I增加至原來的2倍C只將彈體質(zhì)量減至原來的一半D將彈體質(zhì)量減至原來的一半，軌道長(zhǎng)度L變?yōu)樵瓉淼?倍，其他量不變BD利用動(dòng)能定理有BIlLmv20，BkI，解得v，B、D正確。二、非選擇題(本題共2小題，共26分)5(12分)如圖所示，光滑的平行導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，傾角為，處在豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌中接入電動(dòng)勢(shì)

11、為E、內(nèi)阻為r的直流電源，電路中有一阻值為R的電阻，其余電阻不計(jì)，將質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒由靜止釋放，求導(dǎo)體棒在釋放時(shí)的瞬時(shí)加速度的大小。解析對(duì)導(dǎo)體棒受力分析，如圖所示。由牛頓第二定律得mgsin BILcos ma由閉合電路歐姆定律得EI(Rr)由以上兩式解得agsin 。答案gsin 6(14分)如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E2 V，內(nèi)電阻r0.5 ，豎直導(dǎo)軌電阻可忽略，金屬棒的質(zhì)量m0.1 kg，電阻R0.5 ，它與導(dǎo)軌的動(dòng)摩擦因數(shù)0.4(最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)，有效長(zhǎng)度L0.2 m。為了使金屬棒能夠靠在導(dǎo)軌外面靜止不動(dòng)，我們施加一與紙面成30角向里且與金屬棒垂直的磁場(chǎng)，問磁場(chǎng)方向是斜向上還是斜向下？磁感應(yīng)強(qiáng)度B的范圍是多大？(g取10 m/s2)解析甲以靜止的金屬棒為研究對(duì)象，其受力情況如圖所示。金屬棒對(duì)導(dǎo)軌一定有壓力，根據(jù)左手定則可知磁場(chǎng)方向斜向下。根據(jù)平衡條件，如圖甲，若摩擦力Ff方向向上，則B1ILsin 30B1ILcos 30mg乙如圖乙，若摩擦力方向向下，則B2ILsin 30B2ILcos 30mg其中電流I代入數(shù)據(jù)解得B12.95 T，B216.27 T，故所求磁感應(yīng)強(qiáng)度的范圍是2.95 TB16.27 T。答案斜向下2.95 TB16.27 T- 7 -