通電導(dǎo)線在磁場中受到力的檢測卷

課時作業(yè)23通電導(dǎo)線在磁場中受到的力1.圖231如圖231所示，一束帶電粒子沿著水平方向平行地飛過磁針上方時，磁針的S極向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)，則這束帶電粒子可能是()A向右飛行的正離子束B向左飛行的正離子束C向右飛行的負離子束D向左飛行的負離子束解析：小磁針N極的指向即是小磁針所在處的磁場方向。題中小磁針S極向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)，說明離子束下方的磁場方向由紙內(nèi)指向紙外。由安培定則可判定由離子束的定向運動所產(chǎn)生的電流方向由右向左，故若為正離子，則應(yīng)是自右向左運動，若為負離子，則應(yīng)是自左向右運動。答案：B、C2在一根長為0.2 m的直導(dǎo)線中通入2 A的電流，將導(dǎo)線放在磁感應(yīng)強度為0.5 T的勻強磁場中，則導(dǎo)線受到的安培力的大小可能是()A0.4 NB0.2 NC0.1 ND0解析：由FIBLsin可知，導(dǎo)線所受最大安培力為FIBL20.20.5 N0.2 N，因此小于或等于這個范圍的力都是可能的，故B、C、D正確。答案：B、C、D3關(guān)于磁場對通電直導(dǎo)線的作用力(安培力)，下列說法中正確的是()A通電直導(dǎo)線在磁場中一定受到安培力的作用B通電直導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向一定跟磁場方向垂直C通電直導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向一定跟電流方向垂直D通電直導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向垂直于B和I所確定的平面解析：由FIBLsin可知，F(xiàn)大小與I、B夾角有關(guān)，故A錯。但F必垂直于I與B確定的平面，故B、C、D正確。答案：B、C、D4在如圖所示的各圖中，表示磁場方向、電流方向及導(dǎo)線受力方向的圖示正確的是()解析：本題考查用左手定則判斷安培力的方向。根據(jù)左手定則，四指指向電流方向，讓磁感線垂直穿入手心，則大拇指所指的方向即是安培力的方向，只有A符合左手定則，故正確答案為A。答案：A5.圖232通電矩形線框abcd與無限長通電直導(dǎo)線MN在同一平面內(nèi)，電流方向如圖232所示，ab邊與MN平行，關(guān)于MN的磁場對線框的作用，下列敘述正確的是()A線框有兩條邊所受的安培力方向相同B線框有兩條邊所受的安培力大小相同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解析：由安培定則和左手定則可知bc邊和ad邊所受安培力大小相同，方向相反，而ab受到向右的安培力Fab，cd邊受到向左的安培力Fcd，且FabFcd，故線框所受合力方向向右。答案：B、D6在圖233所示電路中，電池均相同，當開關(guān)S分別置于a、b兩處時，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233A相互吸引，fafb B相互排斥，fafbC相互吸引，fafb D相互排斥，fafb解析：開關(guān)S閉合后，MM、NN中產(chǎn)生平行反向電流，據(jù)安培定則和左手定則可知，兩導(dǎo)線相互排斥，A、C錯。開關(guān)S置于b處時，兩段導(dǎo)線中的電流較大，導(dǎo)線產(chǎn)生較強的磁場，對另一導(dǎo)線產(chǎn)生較大的安培斥力，即fafb，故B錯，D對。答案：D7一根容易形變的彈性導(dǎo)線，兩端固定。導(dǎo)線中通有電流，方向如圖中箭頭所示。當沒有磁場時，導(dǎo)線呈直線狀態(tài)；當分別加上方向豎直向上、水平向右或垂直于紙面向外的勻強磁場時，描述導(dǎo)線狀態(tài)的四個圖示中正確的是()解析：A圖中導(dǎo)線不受力，故它不會彎曲，A錯。B圖中導(dǎo)線受到垂直紙面向里的安培力，它不會向右彎曲，B錯。C中導(dǎo)線受到水平向右的安培力，導(dǎo)線不會向左彎曲，C錯。D中導(dǎo)線受到水平向右的安培力，故它向右彎曲，D對。答案：D圖2348如圖234所示，把輕質(zhì)導(dǎo)電線圈用絕緣細線懸掛在磁鐵N極附近，磁鐵的軸線穿過線圈的圓心且垂直于線圈平面，當線圈內(nèi)通入如圖方向的電流后，則線圈()A向左運動 B向右運動C靜止不動 D無法確定解析：方法一：等效法。把通電線圈等效成小磁針。由安培定則，線圈等效成小磁針后，左端是S極，右端是N極，異名磁極相吸引，線圈向左運動。方法二：電流元法。如圖所示，取其中的上、下兩小段分析，根據(jù)其中心對稱性線圈所受安培力的合力水平向左，故線圈向左運動。答案：A9.圖235如圖235所示，一段導(dǎo)線abcd位于磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中，且與磁場方向(垂直于紙面向里)垂直。線段ab、bc和cd的長度均為L，且abcbcd135。流經(jīng)導(dǎo)線的電流為I，方向如圖中箭頭所示。導(dǎo)線段abcd所受到的磁場的作用力的合力()A方向沿紙面向上，大小為(1)ILBB方向沿紙面向上，大小為(1)ILBC方向沿紙面向下，大小為(1)ILBD方向沿紙面向下，大小為(1)ILB解析：導(dǎo)線abcd的有效長度為水平線ad的長度，由幾何知識知Lad(1)L，因此導(dǎo)線段abcd所受的合力大小FILadB(1)ILB，導(dǎo)線有效長度的電流方向為ad，據(jù)左手定則可以確定導(dǎo)線所受合力方向豎直向上，故A項正確。答案：A圖23610如圖236所示，原來靜止的圓形線圈可以自由移動，在圓形線圈直徑MN上靠近N點放置一根垂直于線圈平面的固定不動的通電直導(dǎo)線，導(dǎo)線中電流I從外向里流動。當在圓形線圈中通以逆時針方向的電流I時，圓形線圈將會()A受力向左平動 B受力向右平動C受力平衡，不動 D以MN為軸轉(zhuǎn)動解析：電流I產(chǎn)生的磁場與I在同一平面內(nèi)，故圓形線圈不受安培力作用。答案：C11要想提高磁電式電流表的靈敏度，可采用的辦法有()A增加線圈匝數(shù)B增加永久性磁鐵的磁感應(yīng)強度C換用彈性較強的游絲，增大反抗力矩D增加線圈面積解析：當給電流表通入電流I時，通電線圈就在磁力矩作用下轉(zhuǎn)動，同時螺旋彈簧即游絲就產(chǎn)生一個反抗力矩，二力矩平衡時，電流表的指針就停在某一位置。于是有NBISk，故I?？梢?，電流表靈敏度將隨著線圈匝數(shù)N、線圈面積S及磁感應(yīng)強度B的增大而提高，隨著螺旋彈簧扭轉(zhuǎn)系數(shù)k(即轉(zhuǎn)過1所需外力矩的大小)的增大而降低。故應(yīng)選A、B、D。答案：A、B、D12.圖237如圖237所示，把一通電直導(dǎo)線放在蹄形磁鐵磁極的正上方，導(dǎo)線可以自由移動，當導(dǎo)線中通入如圖所示方向的電流I時，試判斷導(dǎo)線的運動情況。解析：根據(jù)如圖甲所示的導(dǎo)線所在處的特殊位置判斷其轉(zhuǎn)動情況。將導(dǎo)線AB從N、S極的中間O分成兩段，則AO、BO段所處的磁場方向如圖甲所示，由左手定則可得AO段受安培力的方向垂直紙面向外，BO段受安培力的方向垂直紙面向里，從上向下看，導(dǎo)線AB將繞O點逆時針轉(zhuǎn)動。再根據(jù)導(dǎo)線轉(zhuǎn)過90時的特殊位置判斷其上下運動情況。如圖乙所示，導(dǎo)線AB此時所受安培力方向豎直向下，導(dǎo)線將向下運動，由上述兩個特殊位置的判斷可知，當導(dǎo)線不在上述的特殊位置時，所受安培力使導(dǎo)線AB逆時針轉(zhuǎn)動的同時還要向下運動。答案：從上向下看，導(dǎo)線逆時針轉(zhuǎn)動的同時，還要向下運動。圖23813據(jù)報道，最近已研制出一種可以投入使用的電磁軌道炮，其原理如圖238所示。炮彈(可視為長方形導(dǎo)體)置于兩固定的平行導(dǎo)軌之間，并與軌道壁密接。開始時炮彈在導(dǎo)軌的一端，通電流后，炮彈會被磁場力加速，最后從位于導(dǎo)軌另一端的出口高速射出。設(shè)兩導(dǎo)軌之間的距離w0.10 m，導(dǎo)軌長L5.0 m，炮彈質(zhì)量m0.30 kg。導(dǎo)軌上的電流I的方向如圖中箭頭所示。可認為，炮彈在軌道內(nèi)運動時，它所在處磁場的磁感應(yīng)強度始終為B2.0 T，方向垂直于紙面向里。若炮彈出口速度為v2.0103 m/s。求通過導(dǎo)軌的電流I。(忽略摩擦力與重力的影響)解析：本題以“電磁炮”為立意命題，涉及了安培力及牛頓第二定律的知識，考查了學(xué)生綜合運用所學(xué)知識解決實際問題的能力。在導(dǎo)軌通有電流I時，炮彈作為導(dǎo)體受到磁場施加的安培力為FIwB設(shè)炮彈的加速度大小為a，則有Fma炮彈在兩導(dǎo)軌間做勻加速運動，因而v22aL聯(lián)立式得I代入數(shù)據(jù)得I6.0105 A。答案：6.0105 A圖23914如圖239所示，導(dǎo)軌間的距離L0.5 m，B 2 T，ab棒的質(zhì)量m1 kg，物塊重G3 N，ab棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)0.2，電源的電動勢E10 V，r0.1 ，導(dǎo)軌的電阻不計，ab棒電阻也不計，問R的取值范圍怎樣時棒處于靜止狀態(tài)？(g取10 m/s2)解析：依據(jù)物體平衡條件可得：恰不右滑時：GmgBLI10恰不左滑時：GmgBLI20依據(jù)閉合電路歐姆定律可得：EI1(R1r)EI2(R2r)聯(lián)立得：R1BLE/(Gmg)r9.9 聯(lián)立得：R2BLE/(Gmg)r1.9 所以R的取值范圍為：1.9 R9.9 。答案：1.9 R9.9 圖231015如圖2310所示，通電導(dǎo)體棒ab質(zhì)量為m、長為L，水平放置在傾角為的光滑斜面上，通以如圖示方向的電流，電流強度為I，欲使導(dǎo)體棒ab靜止在斜面上。(1)若磁場方向豎直向上，則磁感應(yīng)強度B為多大？