高考物理一輪總復(fù)習(xí) 磁場對通電導(dǎo)線的作用力 安培力課時(shí)作業(yè) 新人教版選修3-1

高考物理一輪總復(fù)習(xí) 磁場對通電導(dǎo)線的作用力 安培力課時(shí)作業(yè) 新人教版選修3-1 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 第1題圖 1．如圖所示，質(zhì)量為m的通電導(dǎo)體棒ab置于傾角為θ的導(dǎo)軌上．若已知導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，在圖所加的各種磁場中，導(dǎo)體棒均處于靜止?fàn)顟B(tài)，則導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間摩擦力可能為零的是(　　) A 　　　B C 　　　D 2．如圖所示，一段導(dǎo)線abcd位于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中，且與磁場方向(垂直于紙面向里)垂直．線段ab、bc的長度均為L，且∠abc＝∠bcd＝135°.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(　　) 第2題圖 和cd A．方向沿紙面向上，大小為(＋1)ILB B．方向沿紙面向上，大小為(－1)ILB C．方向沿紙面向下，大小為(＋1)ILB D．方向沿紙面向下，大小為(－1)ILB 3．在圖所示電路中，電池均相同，當(dāng)開關(guān)S分別置于a、b兩處時(shí)，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(　　) 第3題圖 A．相互吸引， fa＞fb B．相互排斥， fa＞fb C．相互吸引， fa＜fb D．相互排斥， fa＜fb 4．如圖所示，兩個(gè)完全相同的閉合導(dǎo)線環(huán)掛在光滑絕緣的水平橫桿上，當(dāng)導(dǎo)線環(huán)中通有同向電流時(shí)(如圖所示)，兩導(dǎo)線環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況是(　　) 第4題圖 A．互相吸引，電流大的環(huán)其加速度也大 B．互相排斥，電流小的環(huán)其加速度較大 C．互相吸引，兩環(huán)加速度大小相同 D．互相排斥，兩環(huán)加速度大小相同 5．(13年江蘇模擬)如圖所示，長直導(dǎo)線與矩形導(dǎo)線框固定在同一平面內(nèi)，直導(dǎo)線中通有圖示方向電流．當(dāng)電流逐漸減弱時(shí)，下列說法正確的是(　　) 第5題圖 A．穿過線框的磁通量不變 B．線框中產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流 C．線框中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流 D．線框所受安培力的合力向左 6．一條形磁鐵放在水平桌面上，它的上方靠S極一側(cè)吊掛一根與它垂直的導(dǎo)電棒，圖中只畫出此棒的截面圖，并標(biāo)出此棒中的電流是流向紙內(nèi)的，在通電的一瞬間可能產(chǎn)生的情況是(　　) 第6題圖 A．磁鐵對桌面的壓力減小 B．磁鐵對桌面的壓力增大 C．磁鐵受到向右的摩擦力 D．磁鐵受到向左的摩擦力 7．如圖所示，臺(tái)秤上放一光滑平板，其左邊固定一擋板，一輕質(zhì)彈簧將擋板和一條形磁鐵連接起來，此時(shí)臺(tái)秤讀數(shù)為T1，現(xiàn)在磁鐵上方中心偏左位置固定一導(dǎo)體棒，當(dāng)導(dǎo)體棒中通以方向如圖所示電流后，臺(tái)秤讀數(shù)為T2，則以下說法正確的是(　　) 第7題圖 A．彈簧長度將變長 B．彈簧長度將變短 C．T1>T2 D．T1<T2 第8題圖 8．如圖所示，質(zhì)量為m、長為L的導(dǎo)體棒電阻為R，初始時(shí)靜止于光滑的水平軌道上，電源電動(dòng)勢為E，內(nèi)阻不計(jì)．勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，其方向與軌道平面成θ角斜向上方，電鍵閉合后導(dǎo)體棒開始運(yùn)動(dòng)，則(　　) A．導(dǎo)體棒向左運(yùn)動(dòng) B．電鍵閉合瞬間導(dǎo)體棒MN所受安培力為BEL/R C．電鍵閉合瞬間導(dǎo)體棒MN所受安培力為BELsinθ/R D．電鍵閉合瞬間導(dǎo)體棒MN的加速度為BELsinθ/mR 9．(13年江蘇模擬)如圖，光滑的水平桌面處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，桌面上平放一根一端開口、內(nèi)壁光滑的絕緣細(xì)管，細(xì)管封閉端有一帶電小球，小球直徑略小于管的直徑，細(xì)管的中心軸線沿y軸方向．在水平拉力F作用下，細(xì)管沿x軸方向做勻速運(yùn)動(dòng)，小球能從管口處飛出，小球在離開細(xì)管前的運(yùn)動(dòng)加速度a、拉力F隨時(shí)間t變化的圖象中，正確的是(　　) 第9題圖 A 　　　B C 　　　D 10．如圖所示，導(dǎo)體桿ab的質(zhì)量為m，電阻為R，放置在與水平面夾角為θ的傾斜導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌間距為d，電阻不計(jì)，系統(tǒng)處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，電源內(nèi)阻　　　　　　 不計(jì)． 第10題圖 (1)若導(dǎo)軌光滑，電源電動(dòng)勢E多大時(shí)才能使導(dǎo)體桿靜止在導(dǎo)軌上？ (2)若桿與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，且不通電時(shí)導(dǎo)體不能靜止在導(dǎo)軌上，要使桿靜止在導(dǎo)軌上．電源的電動(dòng)勢E應(yīng)為多大？ 11．如圖所示，電源電動(dòng)勢E＝2.4 V，r＝0.4 Ω，電阻R2＝0.2 Ω.CD、EF為豎直平面內(nèi)的平行光滑導(dǎo)電軌道，間距L＝25 cm，水平勻強(qiáng)磁場垂直軌道平面，軌道電阻不計(jì)，ab為銅棒，質(zhì)量m＝5 g，電阻為R1＝0.2 Ω，可以在軌道上自由滑動(dòng)，滑動(dòng)時(shí)保持水平，(g取10 N/kg)求： 第11題圖 (1)S斷開，要ab保持不動(dòng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)多大？ (2)S接通瞬間，銅棒的加速度為多大？ 課時(shí)作業(yè)(三十四)　磁場對通電導(dǎo)線的作用力——安培力 　1.AB　【解析】 要使靜摩擦力為零，如果N＝0，必須f＝0.B選項(xiàng)中安培力的方向豎直向上與重力的方向相反可能使N＝0，B是正確的；如果N≠0，則導(dǎo)體除受靜摩擦力f以外的其他力的合力只要為零，那么f＝0.在A選項(xiàng)中，導(dǎo)體所受到的重力G、支持力N及安培力F安三力合力可能為零，則導(dǎo)體所受靜摩擦力可能為零，選項(xiàng)的CD選中，從導(dǎo)體所受到的重力G、支持力N及安培力F安三力的方向分析，合力不可能為零，所以導(dǎo)體所受靜摩擦力不可能為零，故正確的選項(xiàng)應(yīng)為AB. 　2.A　【解析】 由左手定則及力的合成可知合力方向沿紙面向上，故知C、D選項(xiàng)錯(cuò)誤．再由安培力公式F＝BIL可得合力大小為(＋1)ILB.選項(xiàng)A正確． 　3.D　【解析】 無論開關(guān)置于a還是置于b，兩導(dǎo)線中通過的都是反向電流，相互間作用力為斥力，A、C錯(cuò)誤．開關(guān)置于位置b時(shí)電路中電流較大，導(dǎo)線間相互作用力也較大，故D正確． 　4.C　【解析】 本題可采用等效法，將兩環(huán)形電流等效為兩磁體，如圖所示，可知兩線圈相互吸引，且由牛頓第二、第三定律知，兩環(huán)的加速度大小相等． 　5.BD　【解析】 當(dāng)電流逐漸減弱，穿過線框的磁通量減小，A錯(cuò)誤；由楞次定律可判斷線圈產(chǎn)生順時(shí)針電流，B正確，C錯(cuò)誤．如圖，由左手定則可判斷ab受向左安培力cd受向右安培力，因?yàn)閍b靠近直導(dǎo)線，故合力方向?yàn)樽螅€圈上下所受安培力相互平衡，D正確，故選BD. 第5題圖 　6.AD　【解析】 如圖所示，對導(dǎo)體棒，通電后，由左手定則，導(dǎo)體棒受到斜向左下方的安培力，由牛頓第三定律可得，磁鐵受到導(dǎo)體棒的作用力應(yīng)斜向右上方，所以在通電的一瞬時(shí)，磁鐵對桌面的壓力減小，磁鐵受到向左的摩擦力，因此A、D正確． 第6題圖 　7.BC　【解析】 導(dǎo)體棒受到的安培力方向斜向右下方，由牛頓第三定律可知磁鐵受到的磁場力斜向左上方，電流對磁鐵的磁場力的豎直分量使條形磁鐵對臺(tái)秤壓力減小，故知：T1>T2，電流對磁鐵的磁場力的水平分量使磁鐵左移，故彈簧長度將變短，B、C正確． 　8.BD　【解析】 磁場方向與導(dǎo)體棒垂直，導(dǎo)體棒所受安培力F＝BIL＝，方向?yàn)榇怪庇诖艌龇较蚺c導(dǎo)體棒方向所確定的平面斜向下，其有水平向右的分量，故A、C錯(cuò)誤；B正確．導(dǎo)體棒受到的合力F合＝Fcos(90°－θ)＝Fsinθ，則a＝＝，D正確． 　9.BD　【解析】 因?yàn)樾∏螂x開細(xì)管前，在水平方向上和細(xì)管一起做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由F＝qvB可知，由于水平方向速度不變，沿管方向力F不變，所以加速度不變，故A錯(cuò)，B對；由于沿管方向小球做加速運(yùn)動(dòng)，由左手定則可知F將不斷增大，故選BD. 　10.(1)tanθ (2)≤E≤　 【解析】 (1)導(dǎo)體桿ab的受力如圖所示：重力mg、安培力F，導(dǎo)軌的支持力FN.mg與F的合力與FN是一對平衡力，mg與F垂直，由圖可知F＝IBd，即Bd＝mgtanθ，E＝tanθ 　 第10題圖 　(2)導(dǎo)體桿與導(dǎo)軌有摩擦，導(dǎo)體桿在導(dǎo)軌上靜止有兩種可能性：當(dāng)電流偏大時(shí)，導(dǎo)體桿有向上滑動(dòng)的趨勢，此時(shí)摩擦力向下；當(dāng)電流偏小時(shí)，導(dǎo)體桿有向下滑動(dòng)的趨勢，摩擦力向上． 　導(dǎo)軌的支持力　FN＝mgcosθ＋Fsinθ 　導(dǎo)軌對導(dǎo)體桿的靜摩擦力　Ff＝μ(mgcosθ＋Fsinθ) 　當(dāng)電流較大時(shí)有　Fcosθ－mgsinθ≤μ(mgcosθ＋Fsinθ) 　可得F≤mg① 　當(dāng)電流較小時(shí)有mg sinθ－Fcosθ≤μ(mgcosθ＋Fsinθ) 　可得F≥mg② 　F＝IBd＝Bd③ 　由①②③三式可得 　≤E≤. 　11.(1)5×10－2 T　(2)4m/s2　【解析】 (1)當(dāng)S斷開時(shí)，通過銅棒的電流：I＝＝ A＝4A; 由左手定則可知安培力豎直向上，可與重力平衡，BIL＝mg，所以磁感應(yīng)強(qiáng)度為：B＝＝ T＝5×10－2T. (2)當(dāng)S接通時(shí)，外電路R2與R1并聯(lián)，總電阻R＝＝Ω＝0.1Ω.I′＝＝4.8A，此時(shí)銅棒中電流　I1＝I′＝×4.8A＝2.4A，這時(shí)安培力小于重力，銅棒有向下的加速度：a＝＝ m/s2 ＝4m/s2.