高中物理人教版选修3-1课时训练23通电导线在磁场中受到的力Word版含解析.docxVIP

课时训练23　通电导线在磁场中受到的力题组一　安培力的方向1.关于磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间的关系,正确的说法是(　)A.磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间总是互相垂直的B.磁场方向一定与安培力方向垂直,但电流方向不一定与安培力方向垂直C.磁场方向不一定与安培力方向垂直,但电流方向一定与安培力方向垂直D.磁场方向不一定与电流方向垂直,但安培力方向一定既与磁场方向垂直,又与电流方向垂直解析:安培力一定垂直于电流和磁场决定的平面,而电流方向与磁场方向可能垂直,也可能不垂直,选项D正确。答案:D2.在下列各图中,表示磁场方向、电流方向及导线受安培力方向的图正确的是(　)解析:由左手定则可判断A正确,B、C错误;D中电流方向与磁场方向平行,不受力,故D错。答案:A3.在等边三角形的三个顶点A、B、C处,各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等的恒定电流,方向如图所示。过C点的导线所受安培力的方向(　)A.与AB边平行,竖直向上B.与AB边平行,竖直向下C.与AB边垂直,指向左边D.与AB边垂直,指向右边解析:如图所示,根据安培定则,A、B在C处所激发的磁场方向分别为B、B″,应用平行四边形定则可知C导线所在处的合磁场方向。根据左手定则可知安培力FC的方向与AB连线垂直,指向左边。答案:C题组二　安培力的大小4.如图所示,磁场方向竖直向下,通电直导线ab由水平位置1绕a点在竖直平面内转到位置2,通电导线所受安培力(　)A.数值变大,方向不变B.数值变小,方向不变C.数值不变,方向改变D.数值、方向均改变解析:安培力F=BIL,电流不变,垂直直导线的有效长度减小,安培力减小,安培力的方向总是垂直B、I所构成的平面,所以安培力的方向不变,B对,故选B。答案:B5.如图所示,倾斜导轨宽为L,与水平面成α角,处在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中,金属杆ab水平放在导轨上。当回路电流为I时,金属杆ab所受安培力F(　)A.方向垂直ab杆沿斜面向上B.方向垂直ab杆水平向右C.F=BILcos αD.F=BILsin α解析:由题图知电流方向由b→a且与磁场方向垂直,根据左手定则可知安培力水平向右,由安培力计算公式可得F=BIL,故选B。答案:B6.如图所示,一根有质量的金属棒MN,两端用细软导线连接后悬于a、b两点,棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中,棒中通有电流,方向从M流向N,此时悬线上有拉力,为了使拉力等于零,可以(　)A.适当减小磁感应强度　B.使磁场反向C.适当增大电流D.使电流反向解析:首先对MN进行受力分析:其受竖直向下的重力G、受两根软导线竖直向上的拉力和安培力。当其处于平衡状态时:2F+BIL=mg,重力mg恒定不变,欲使拉力F减小到0,应增大安培力BIL,所以可增大磁场的磁感应强度B或增大通过金属棒中的电流I,或二者同时增大,只有C项正确。答案:C题组三　综合应用7.(多选)所谓电流表的灵敏度,是指在通入相同电流的情况下,指针偏转角度的大小。偏角越大,灵敏度越高。下列方法可提高磁电式电流表灵敏度的是(　)A.增强永久磁铁的磁性B.增大螺旋弹簧的劲度系数C.增大线圈的面积D.增加线圈的匝数解析:通电线圈在磁场中转动时,螺旋弹簧变形,反抗线圈的转动。电流越大,安培力就越大,螺旋弹簧的形变也就越大。要提高电流表的灵敏度,就要在通入相同的电流时,让指针的偏转角度增大。所以要减小螺旋弹簧的劲度系数,同时使安培力变大,即增强永久磁铁的磁性、增大线圈的面积和增加线圈的匝数。故选项A、C、D正确。答案:ACD8.将长度为20 cm、通有0.1 A电流的直导线放入一匀强磁场中,电流方向与磁场方向如图所示,已知磁感应强度为1 T。试求出各图中导线所受安培力的大小和方向。解析:由左手定则和安培力的计算公式得:题图甲中,因导线与磁感线平行,所以所受安培力为零。题图乙中,安培力的方向垂直导线水平向右,大小为F=BIL=1×0.1×0.2 N=0.02 N题图丙中,安培力的方向在纸面内垂直导线斜向上,大小为F=BIL=0.02 N。答案:见解析(建议用时:30分钟)1.下面的四个图显示了磁场对通电直导线的作用力,其中正确的是(　)解析:由左手定则可知,选项A中安培力方向应向右,选项B中安培力方向应向下,选项D中导线不受安培力作用,故只有选项C正确。答案:C2.如图所示,用细绳悬于O点的可自由转动的通电导线AB放在蹄形磁铁的上方,当导线中通以图示方向电流时,从上向下看,AB的转动方向及细绳中张力变化的情况为(　)A.AB顺时针转动,张力变大B.AB逆时针转动,张力变小C.AB顺时针转动,张力变小D.AB逆时针转动,张力变大解析:在导线上靠近A、B两端各取一个电流元,A处的电流元所在处的磁场向上穿过导线,根据左手定则,该