人教版高中物理选修3-1第3章4通电导线在磁场中受到的力名师精编课时作业.docVIP

……………………………………………………………名校名师推荐………………………………………………… PAGE PAGE 1 2018-2019学年人教版选修3-1 第3章 4　通电导线在磁场中受到的力 课时作业 (二十一) (15分钟　分值：50分) 一、选择题(本题共5小题，每小题6分) 1．如图3-4-12所示，长为2L的直导线折成边长相等，夹角为60°的“V”形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B，当在该导线中通以电流I时，该“V” 【导学号 图3-4-12 A．BIL　　　 B．2BIL C．0.5BIL D．0 A　[导线在磁场内有效长度为2Lsin 30°＝L，故该“V”形通电导线受到安培力大小为BIL，A正确．] 2．(多选)如图3-4-13所示，在方框中有一能产生磁场的装置，现在在方框右边放一通电直导线(电流方向如图3-4-13中箭头方向)，发现通电导线受到向右的作用力，则方框中放置的装置可能是(　　) 图3-4-13 A　　　　　B　　　　　C　　　D CD　[通电螺线管在通电直导线处产生的磁场向右，由左手定则可知直导线受安培力垂直纸面向里，A错误；垂直纸面的通电直导线在通电直导线处产生的磁场使通电直导线一边转动一边互近，B错误；通电圆环在通电直导线处产生的磁场垂直纸面向外，由左手定则可知通电直导线所受安培力向右，C正确；D中两通电直导线电流反向，互相排斥，D正确．] 3．如图3-4-14所示，两个完全相同的线圈套在一水平光滑绝缘圆柱上，但能自由移动，若两线圈内通以大小不等的同向电流，则它们的运动情况是(　　) 图3-4-14 A．都绕圆柱转动 B．以不等的加速度相向运动 C．以相等的加速度相向运动 D．以相等的加速度相背运动 C　[同向环形电流间相互吸引，虽然两电流大小不等，但由牛顿第三定律知，两线圈所受作用力必大小相等，C正确．] 4．下列关于磁电式电流表的说法中不正确的是(　　) 【导学号 A．指针稳定后，螺旋弹簧形变产生的阻力与线圈所受到的安培力方向是相反的 B．通电线圈中的电流越大，电流表指针的偏转角度越大 C．在线圈转动的范围内，各处的磁场都是匀强磁场 D．在线圈转动的范围内，线圈所受安培力大小与电流大小有关，与所处位置无关 C　[螺旋弹簧形变产生的阻力与安培力引起的动力从转动角度来看二力方向相反．电流表内磁场是均匀辐射磁场，在线圈转动的范围内，不管线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行，线圈所在各处的磁场大小相等方向不同，所以安培力与电流大小有关而与所处位置无关，电流越大，安培力越大，指针转过的角度越大．综上可知，A、B、D正确，C错误．] 5．如图3-4-15所示，在倾角为α的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L、质量为m的直导体棒．在导体棒中的电流I垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，下列外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向正确的是(　　) 图3-4-15 A．B＝mgeq \f(sin α,IL)，方向垂直斜面向上 B．B＝mgeq \f(sin α,IL)，方向垂直斜面向下 C．B＝mgeq \f(cos α,IL)，方向垂直斜面向下 D．B＝mgeq \f(cos α,IL)，方向垂直斜面向上 A　[由左手定则可知，要使棒受力平衡，磁场方向应为垂直斜面向上．对棒由平衡条件可得mgsin α＝BIL，解得B＝mgeq \f(sin α,IL)，A正确．] 二、非选择题(20分) 6．粗细均匀的直导线ab的两端悬挂在两根相同的轻质弹簧下边，ab恰好在水平位置(如图3-4-16所示)．已知ab的质量m＝10 g，ab的长度L＝60 cm，沿水平方向与ab垂直的匀强磁场的磁感应强度B＝0.4 T. 图3-4-16 (1)要使两根弹簧能处于自然状态(既不被拉长，也不被压缩)，导线ab中应沿什么方向通入多大的电流？ (2)若导线中有从a到b方向的大小为0.2 A的电流通过时，两根弹簧均被拉长了Δx＝1 mm，求弹簧的劲度系数； (3)当导线中有从b到a方向的大小为0.2 A的电流通过时，两根弹簧被拉长了多少？(取g＝9.6 N/kg) 【导学号 【解析】　(1)只有当导线ab受到的安培力方向竖直向上且大小等于导线ab的重力时，两根弹簧才能处于自然状态．根据左手定则，导线ab中的电流方向应由a到b，由关系式mg＝BI1L I1＝eq \f(mg,BL)＝eq \f(0.01×9.6,0.4×0.6) A＝0.4 A. (2)当导线中通过有从a到b的电流I2时，导线受到竖直向上的安培力作用，被拉长的两根弹簧对ab有竖直向上的拉力，同时导线受竖直向下的重力，可得平衡方程为 BI2L＋2kΔx＝ 解得弹