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

……………………………………………………………名校名师推荐………………………………………………… PAGE PAGE 1 课后训练 基础巩固 1．一条劲度系数较小的金属弹簧处于自由状态，当弹簧通以电流时，弹簧将(　　） A．保持原长 B．收缩 C．伸长 D．不能确定 2．如图所示四种情况中，匀强磁场磁感应强度大小相等，载流导体长度相同，通过的电流也相同，导体受到的磁场力最大，且方向沿着纸面的情况是(　　） A．甲、乙 B．甲、丙 C．乙、丁 D．乙、丙 3．把电流均为I、长度均为L的两小段通电直导线分别置于磁场中的1、2两点处时，所受磁场力的大小分别为F1和F2，已知1、2两点磁感应强度的大小B1＜B2，则(　　） A．B1＝F1/IL B．B2＝F2/IL C．F1＜F2 D．以上都不对 4．如图所示，在绝缘的水平面上等间距固定着三根相互平行的通电直导线a、b和c，各导线中的电流大小相同，其中a、c导线中的电流方向垂直纸面向外，b导线中的电流方向垂直纸面向内，每根导线都受到另外两根导线对它的安培力作用，则关于每根导线所受安培力的合力，以下说法正确的是(　　） A．导线a所受合力方向水平向右 B．导线c所受合力方向水平向右 C．导线c所受合力方向水平向左 D．导线b所受合力为零 5．一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，当两线圈通以如图所示的电流时，从左向右看，则线圈L1将(　　） A．不动 B．顺时针转动 C．逆时针转动 D．向纸面内平动 能力提升 6．如图所示，在两个倾角均为α的光滑斜面上均水平放置一相同的金属棒，棒中通以相同的电流，一个处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B1；另一个处于垂直于斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度为B2，两金属棒均处于静止状态，则B1、B2大小的关系为(　　） A．B1∶B2＝1∶cos α B．B1∶B2＝1∶sin α C．B1∶B2＝cos α∶1 D．B1∶B2＝sin α∶1 7．如图所示，固定的两光滑导体圆环半径为0.5 m，相距1 m。在两圆环上放一导体棒，圆环上接有电源，电源的电动势为3 V，内阻不计。导体棒质量为60 g，电阻为1.5 Ω。匀强磁场竖直向上，且B=0.4 T。开关S闭合后，棒从圆环底端向上滑至某一位置后静止，试求： (1）静止后每个环对棒的支持力；(g取10 m/s2） (2）此棒静止后的位置与环底高度差。 8．质量m=0.02 kg的通电细杆ab置于倾角θ=37°的平行放置的导轨上，导轨的宽度d=0.2 m，杆ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.4，磁感应强度B=2 T的匀强磁场与导轨平面垂直且方向向下，如图所示。现调节滑动变阻器的触头，试求出为使杆ab静止不动，通过ab杆的电流范围。(g取10 N/kg，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8） 参考答案 1．答案：B　点拨：弹簧通电时，同向电流相吸，使得弹簧缩短。 2．答案：C　点拨：对于甲图，磁场力F＝BILcos 30°，方向垂直纸面向里；对于乙图，磁场力F＝BIL，方向沿纸面向下；对于丙图，磁场力F＝0；对于丁图，磁场力F＝BIL，方向垂直导体沿纸面斜向上，所以，答案为C。 3．答案：D　点拨：B＝F/IL适用于电流垂直于B的方向放置的情形，而通电导线在这两点是否垂直于B不能确定，因此A、B两选项中的等式不一定成立；磁场力的大小除与B、I、L有关外，还与导线放置时与B的方向间的夹角有关，因此，无法比较F1和F2的大小，C错，正确选项为D。 4．答案：BD　点拨：由安培定则确定电流磁场方向，再由磁场的叠加判定a、b、c处合磁场方向，由左手定则可得出导线a受合力方向向左，导线c受合力方向向右，导线b受安培力合力为零，故选B、D。 5．答案：B　点拨：方法一：利用结论法。环形电流L1、L2之间不平行，则必有相对转动，直到两环形电流同向平行为止，据此可得L1的转动方向应是：从左向右看线圈L1顺时针转动。方法二：直线电流元法。把线圈L1沿转动轴分成上下两部分，每一部分又可以看成无数直线电流元，电流元处在L2产生的磁场中，根据安培定则可知各电流元所在处磁场向上，根据左手定则可得，上部电流元所受安培力均指向纸外，下部电流元所受安培力指向纸内，因此从左向右看线圈L1顺时针转动。 6．答案：A　点拨：当B竖直向上时有B1ILcos α＝mgsin α；当B垂直斜面时有B2IL＝mgsin α；由此可解得答案为A。 7．答案：(1）0.5 N　(2）0.2 m 点拨：(1）导体棒静止时，设每个环对棒的支持力为F1，