（2021新人教版）高中物理选择性必修第二册1.1磁场对通电导线的作用力之应用检测.docx

1、1.1 磁场对通电导线的作用力之应用磁场对通电导线的作用力之应用 一、单选题 1.如图所示是磁电式电流表的结构，蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的，线圈中 a、b 两 条导线长均为 L，通以图示方向的电流 I，两条导线所在处的磁感应强度大小均为 B，则? A.该磁场是匀强磁场 B.线圈平面总与磁场方向垂直 C.线圈将逆时针方向转动 D.a、b 导线各自受到的安培力大小总为 ILB 2.在赤道上， 地磁场可以看作是沿南北方向并且与地面平行的匀强磁场， 磁感应强度是 ? ? 1?。 如果赤道上有一条沿东西方向的直导线，长 40m，载有 20A 的电流，地磁场对这根导线的作用 力大小是? ? A

2、.? ? 1?t?B.2.? ? 1?C.? ? 1?D.? ? 1?2? 3.关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是? A.安培力的方向可以不垂直于直导线 B.安培力的方向总是垂直于磁场的方向 C.安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关 D.将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半 二、多选题 ?.如图所示为电磁轨道炮的工作原理图。待发射弹体与轨道保持良好接触，并可在两平行轨道之 间无摩擦滑动。电流从一条轨道流入，通过弹体流回另一条轨道。轨道电流在弹体处形成垂直 于轨道平面的磁场?可视为匀强磁场?， 磁感应强度的大小与电流 I 成正比。 弹体在安培力的作

3、用 下滑行距离为 L 后离开轨道，则? A.弹体向左高速射出 B.电流 I 为原来 2 倍，弹体射出的速度也为原来 2 倍 C.弹体的质量为原来 2 倍，射出的速度也为原来 2 倍 D.滑行距离 L 为原来 4 倍，弹体射出的速度为原来 2 倍 ?.将一段裸铜导线弯成如图甲所示形状的线框， 将它置于一节 5 号干电池的正极上?线框上端的弯 折位置与正极良好接触?，一块圆柱形强磁铁吸附在电池的负极，使铜导线框下面的两端 P、Q 与磁铁表面保持良好接触，放手后线框就会发生转动，从而制成了一个“简易电动机”，如图 乙所示。关于该“简易电动机”，下列说法中正确的是? A.如果导线框下面的两端 P、Q

4、有一端与磁铁表面不接触，线框也会发生转动 B.如果磁铁吸附在电池负极的磁极调换一下，线框转动的方向也应该改变 C.电池的输出功率一定大于线圈转动的机械功率 D.线框由静止开始转动的过程中，通过线框中的电流大小始终不变 6.如图所示，导线框与电源、滑动变阻器、电流表、开关组成闭合回路，将导线框用弹簧测力计 悬挂起来，导线框下端置于蹄形磁铁两极之间，与磁场方向垂直放置。在接通电路前先观察并 记录下弹簧测力计的读数?。接通电路，调节滑动变阻器使电流表读数为?1，观察并记录弹簧 测力计此时的读数?1，继续调节滑动变阻器使电流表读数为?2，?3，?，?，观察并记录弹簧测 力计相应的读数?2，?3，?，?

5、。若实验过程中导线框下端都未离开蹄形磁铁两极之间的区域， 且该区域的磁场可看作匀强磁场，则根据以上数据描绘出的弹簧测力计弹力大小 F 随电流 I 变 化的图像可能是? A.B. C.D. 三、计算题 7.如图所示，两平行金属导轨间的距离 ? ?.?，金属导轨所在的平面与水平面夹角? 37?。 在导轨所在平面内分布着磁感应强度 ? ?.?、 方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场， 金属导 轨的一端接有电动势 ? ?.?、内阻 ? ?.?的直流电源。现把一个质量 ? ?.?砀晦 的导 体棒 ab 放在金属导轨上，导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属 导轨接触的两点间的电阻? ?

6、2.?，金属导轨电阻不计，g 取 1?2。已知 ?37? ?.6?， ?37? ?.t?，求： ?1?通过导体棒的电流； ?2?导体棒受到的安培力的大小； ?3?导体棒受到的摩擦力。 t.如图所示，将长为 50cm、质量为 10g 的均匀金属棒 ab 的两端用两只相同的弹簧悬挂，金属棒 ab 处于水平状态。将金属棒 ab 置于垂直于纸面向里的匀强磁场中，当金属棒中通以 ?.? 的电 流时，弹簧恰好未发生形变。g 取 ?.t?2。 ?1?匀强磁场的磁感应强度是多大？ ?2?当金属棒中通过大小为 ?.2?、方向由 a 到 b 的电流时，弹簧伸长 1cm，如果电流方向由 b 到 a，而电流大小不变，

7、弹簧伸长又是多少？ 9.载流长直导线周围磁场的磁感应强度大小为 ? 砀?，式中常量 砀 式 ?，I 为电流强度，r 为与 导线的距离。如图所示在水平长直导线 MN 正下方，用两根轻质绝缘细线将矩形线圈 abcd 悬挂 起来使其处于静止状态。矩形线圈 abcd 通以逆时针方向的恒定电流。开始时 MN 内不通电流， 此时两细线内的张力均为?。当 MN 通以电流强度为?1的电流时，两细线内的张力均减小为?1。 当 MN 内电流强度变为?2时，两细线内的张力均大于?。 ?1?分别指出强度为?1、?2的电流的方向； ?2?求 MN 分别通以强度为?1、?2的电流时，线框受到的安培力?1与?2大小之比；

8、?3?当 MN 内的电流强度为?3时两细线恰好断裂，在此瞬间线圈的加速度大小为 a，求?3的大小。 答案和解析答案和解析 1.【答案】D 2.【答案】D 3.【答案】B 4.【答案】BD 5.【答案】ABC 6.【答案】BC 7.【答案】?1?导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路，根据闭合电路欧姆定律有： ? ? ? ? ? 1.? ?2?导体棒受到的安培力：?安 ? ?.3?，根据左手定则可得安培力沿斜面向上 ?3?导体棒所受重力沿斜面向下的分力?1 ?晦sin37? ?.2? 由于?1小于安培力，故导体棒受沿导轨向下的摩擦力 f 根据共点力平衡条件?晦sin37? ? ?安 解得：? ?

9、.?6?，方向沿导轨向下 8.【答案】?1?由题可以知道：?安 ?晦 即：? ?晦 解之得：? ?晦 ? ?.?1?.t ?.?.? ? ?.? ?2?当电流由 ? ? ? 时，金属棒的受力情况为： ?安? 2砀由 ?晦 即：? 2砀由 ?晦 解之得：砀 ?晦? 2由 2.? 当电流由 ? ? ?，金属棒的受力情况为： ?晦 ? ?安 2砀由1 解之得：由1 ?晦? 2砀 ?.?1?.t?.2?.?1 2?2.? ?.?3? 3? 9.【答案】?1?当 MN 通以强度为?1的电流时，两细线内的张力均减小为?1，知此时线框所受安培力 合力方向竖直向上，则 ab 边所受的安培力的向上，cd 边所受

10、安培力方向向下，知磁场方向垂直纸 面向里，则?1方向向左； 当 MN 内电流强度变为?2时，两细线内的张力均大于?。知此时线框所受安培力合力方向竖直向下， 则 ab 边所受的安培力的向下， cd 边所受安培力方向向上， 知磁场方向垂直纸面向外， 则?2方向向右； ?2?当 MN 中通以电流 I 时，线圈所受安培力大小为 ?1 t?1? 1 ?1 ? 1 ?2 ? ?2 t?2? 1 ?1 ? 1 ?2 ? ?1?2 ?1?2； ?3?2? t 2?1? ?1 t 根据题意加速度向下：?3? t t 晦 ? 根据第?2?问结论： ?1?3 ?1?3 t ? 2?1 t? 晦 ? t ? ?1?晦 ? ? 晦? ?3 ?晦? ?1?晦?1?方向向右?。