人教版高中物理选择性必修第二册精品课件 第1章 安培力与洛伦兹力 分层作业1 磁场对通电导线的作用力.ppt

12345678910111213C组核心素养拔高练13.某同学设计了如图所示的装置测量磁场的磁感应强度。一质量为0.2kg、长为20cm、电阻为2Ω的金属棒ab,用两根相同的轻弹簧水平悬挂在方向垂直于纸面向外的待测匀强磁场中,每根弹簧的劲度系数为50N/m,弹簧上端固定,下端与金属棒绝缘。金属棒通过开关与一电动势为12V、内阻为1Ω的电池相连。断开开关,系统处于静止状态,闭合开关,系统重新静止后,两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.2cm。重力加速度大小取10m/s2,求:(1)闭合开关后,通过金属棒的电流大小;(2)待测磁场的磁感应强度大小。12345678910111213答案(1)4A(2)0.25T(2)闭合开关后,根据左手定则可知,安培力向下,所以弹簧比开关断开时伸长了0.2cm,则有BIl=2kΔx解得B=0.25T。12345678910111213A组必备知识基础练题组一安培力的方向1.(2024江苏昆山高二期中)下列四图中标出了磁场中磁感应强度B的方向、通电直导线中电流I的方向以及通电直导线所受安培力F的方向,其中正确的是()C12345678910111213解析A图中,由左手定则可知,通电直导线所受安培力的方向竖直向上,故A错误;B图中,磁感应强度B与电流I平行,导线不受安培力,故B错误;C图中,由左手定则可知,通电直导线所受安培力的方向竖直向下,故C正确;D图中,由左手定则可知,通电直导线所受安培力的方向垂直纸面向外,故D错误。123456789101112132.如图所示,D为置于电磁铁两极间的一段通电直导线,电流方向垂直于纸面向里。在开关S闭合后,导线D所受安培力的方向是()A.向上 B.向下 C.向左 D.向右A解析由右手螺旋定则,软铁芯在导线D处的磁场方向向左,由左手定则,导线D受到的安培力方向向上,选项A正确。123456789101112133.(2024山东潍坊安丘高二月考)如图为一种新型电磁船的俯视图,MN、PQ为固定在船上的平行金属板,直流电源接在M、P之间。船上装有产生强磁场的装置,可在两平行金属板间海水中的虚线框内产生强磁场。闭合开关S后,电流通过海水从N流向Q,若船在海水的反冲作用下水平向左运动,虚线框中的磁场方向应该()A.垂直虚线框向下 B.垂直虚线框向上C.水平向左 D.水平向右A解析船受到的反冲力向左,根据牛顿第三定律,可知通电的海水受到向右的力,根据左手定则可知磁场方向垂直虚线框向下。故选A。123456789101112134.如图所示,金属杆MN中电流为I,与导轨CD夹角为θ,导轨垂直于磁场放置,磁感应强度为B,AK与CD相距为d,则MN所受安培力大小为()A.IdB B.IdBsinθ题组二安培力的大小C123456789101112135.(多选)一根长为0.2m、电流为2A的通电直导线,放在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中,受到安培力的大小可能是()A.0.4N B.0.2NC.0.1N D.0BCD解析当磁感应强度方向与通电直导线垂直时,安培力有最大值,为F=IlB=2×0.2×0.5N=0.2N。当磁感应强度方向与通电直导线平行时,安培力有最小值,为0。随着二者方向夹角的变化,安培力大小在0与0.2N之间取值,故B、C、D正确,A错误。123456789101112136.如图所示,一段导线abcd位于磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场中,且与磁场方向垂直。导线ab、bc和cd的长度均为l,且∠abc=∠bcd=135°。流经导线的电流为I,方向如图中箭头所示。则导线abcd所受的磁场的作用力的合力为()A12345678910111213解析导线abcd的有效长度为线段ad的长度,由几何知识知lad=(+1)l,故导线abcd所受的磁场的作用力的合力大小F=IladB=(+1)IlB,导线有效长度的电流方向为a→d,据左手定则可以确定导线所受合力方向沿纸面向上,故A正确。123456789101112137.(2024江苏镇江高二期末)一不可伸长直导线垂直于匀强磁场B放置,通过电流I时导线受到的安培力为F,将该导线做