《2020人教版高中物理选修3-1同步：第三章第四节 通电导线在磁场中受到的力》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020人教版高中物理选修3-1同步：第三章第四节 通电导线在磁场中受到的力（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、【文库独家】第四节通电导线在磁场中受到的力建议用时实际用时满分实际得分45分钟100分一、选择题（本题包括9小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分，共54分）来源:学科网ZXXK1如图1所示，四边形的通电闭合线框abcd处在垂直线框平面的匀强磁场中，它受到磁场力的合力()A竖直向上图1B方向垂直于ad斜向上C方向垂直于bc斜向上D为零图22如图2所示，两个完全相同的圆形扁平线圈套在一个光滑的圆柱体上，并能自由移动，当大小不同的电流按图示的方向通入线圈中时两线圈的运动情况是()A都绕这个圆柱体转动来源:Z
2、_xx_k.ComB彼此相向平动，且电流大的加速度大C彼此反向平动，电流大的加速度大D彼此相向平动，两线圈的加速度大小相等图33.如图3所示，一根通有电流的直铜棒MN，用导线挂在磁感应强度为B的匀强磁场中，此时两根悬线处于张紧状态，下列哪些措施可使悬线中张力为零()A适当增大电流来源:学_科_网B使电流反向并适当减小C保持电流不变，适当增大BD使电流反向，适当减小B4两根相互垂直的异面通电直导线ab和cd中电流的方向如图4所示，ab在前，cd在后，其中ab固定不动，cd可自由移动，则松手后cd的运动情况是()A逆时针转动，同时靠近ab图4B逆时针转动，同时远离abC顺时针转动，同时靠近abD顺
3、时针转动，同时远离ab图55如图5所示，固定不动的绝缘直导线mn和可以自由移动的矩形线框位于同一平面内，与边平行且离边较近当导线中通以向上的电流，线框中通以顺时针方向的电流时，线框的运动情况是()来源:Z,xx,k.ComA向左运动B向右运动C以为轴转动D静止不动6一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，且两个线圈都通以如图6所示方向的电流，则从左向右看，线圈L1将()A不动B顺时针转动图6C逆时针转动D向纸外平动图77如图7所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央上方固定一根长直导线，导线与条形磁铁垂直当导线中通以垂直纸面向里的电流时，用N表示磁铁对桌面的压力，静表
4、示桌面对磁铁的摩擦力，则导线通电后与通电前受力相比较是()AN减小，静0 BN减小，静0CN增大，静0 DN增大，静08竖直放置的直导线AB与导电圆环的平面垂直且隔有一小段距离，直导线固定，圆环可以自由运动，当通以如图8所示方向的电流时(同时通电)，从左向右看，线圈将()来源:Z*xx*k.ComA顺时针转动，同时靠图8近直导线ABB顺时针转动，同时离开直导线ABC逆时针转动，同时靠近直导线ABD不动图99如图9所示的天平可用来测定磁感应强度，天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽为L，共N匝，线圈下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面，当线圈中通有电流I时，方向如图，在天平左右两盘各加质量分别为m
5、1、m2的砝码，天平平衡，当电流反向时(大小不变)，右盘再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡，由此可知()A 磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为B磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为C磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为D磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为二、填空题（本题共2小题，共20分,将正确的答案填到横线上）图1010.如图10所示，质量为，长为L，通有电流为的导体棒ab静止在水平导轨上，匀强磁场磁感应强度为B，其方向与导轨平面成角斜向上,和棒ab垂直，ab处于静止状态，则ab受到的摩擦力大小为_，方向为_，受到的支持力为_图1111.如图11所示，把一通电直导线放在蹄形磁铁磁极的正
6、上方，导线可以自由移动，当导线中通以如图所示方向的电流时，导体的运动情况是.三、计算题（本题共2题，共26分，答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）图1212.(12分)如图12所示，有一水平放置的圆环线圈，半径为r，单位长度的质量m016有一圆锥形的磁场，线圈所在位置的磁感应强度为B0.8 T，锥形的顶角为60，为使线圈悬浮，应通以多大的电流？(取g10 m/s2)图1313. (18分)如图13所示，电源电动势E2 V，r0.5 ，竖直导轨宽L0.2 m，导轨电阻不计另有一金属棒ab，质量m0.1 kg，电
7、阻R0.5 ，它与轨道间的动摩擦因数0.4，金属棒靠在导轨的外面为使金属棒静止不下滑，施加一个与纸面夹角为30且方向向里的匀强磁场，g取10 m/s2.求(1)磁场的方向；(2)磁感应强度B的取值范围你购物我打折店所有资料均统一由邮箱发送，否则均为盗版，投诉QQ317069706第四节通电导线在磁场中受到的力参考答案一、 选择题1.D2.D解析：用等效法把两个环形电流等效成小磁针，可知其相互吸引，并且两线圈所受合力相同，质量相同，则加速度大小相同，故D选项正确.3.AC解析：根据左手定则可知通电导线受安培力向上，大小FBIL，对棒进行受力分析，可知A、C选项正确4C解析：根据电流微元法判断出导
8、线cd在ab的磁场中受力后会顺时针转动，再利用特殊位置法，假设cd转到与ab共面，则根据同向电流相吸引可知，导线cd会向导线ab靠近5B解析：线框中通有电流，ad和bc两导线同时受到通电导线mn的作用力，但由于ad距mn近，故受到作用力大，故可知B选项正确6. C解析：根据同向电流相互吸引，异向电流相互排斥，可判断出从左向右看线圈L1将逆时针转动，或者用等效法将L1的环形电流等效成小磁针，L2的磁场垂直纸面向里，故L1将逆时针转动，故C正确7.C解析：如题图所示，画出一条通电电流为I的导线所在处的磁铁的磁感线，电流I处的磁场方向水平向左，由左手定则知，电流受安培力方向竖直向上根据牛顿第三定律可
9、知，电流对磁铁的反作用力方向竖直向下，所以磁铁对桌面压力增大，而桌面对磁铁无摩擦力作用，故正确答案为C.8C解析：圆环处在通电直导线的磁场中由右手螺旋定则判断出通电直导线右侧磁场方向垂直纸面向里，由左手定则判定，水平放置的圆环外侧半圆受安培力方向向上，内侧半圆所受安培力方向向下，从左向右看逆时针转.再利用特殊位置法，转到与直导线在同一平面内时，由于靠近导线一侧的半圆环电流向上，方向与直导线相同，互相吸引，直导线与另一侧半圆环电流反向，相互排斥，但靠近导线的半圆环处B值较大，故F引F斥，对圆环来说合力向左9. B解析：如果磁感应强度方向垂直纸面向里，则线圈底边所受安培力方向竖直向下，此时天平平衡
10、，由力矩平衡知：m1gL(m2gNBIL)L，式中L为天平力臂，如果将电流改变方向，在右侧再加上m的砝码后又平衡了，则：m1gL(m2gmgNBIL)L，解得B，故B正确如果磁场方向垂直纸面向外，第一次平衡：m1gL(m2gNBIL)L，第二次平衡：m1gL(m2gmgNBIL)L，这两方程联立无解，所以正确答案为B.二、填空题10.BILsin水平向右mgBILcos解析：画出ab棒的横截面图，并受力分析如图14所示，图14因为棒ab处于静止状态，由水平方向受力平衡可得FfF安sinBILsin，方向水平向右竖直方向上受力平衡得F安cosFNmg，则FNmgBILcos.图1511.逆时针转
11、动的同时向下运动解析：根据图15所示的导线所处的特殊位置利用电流元分析法判断其转动情况将导线AB从N、S极的中间O分成两段，AO、BO段所在处的磁场方向如图所示，由左手定则可判断出AO段所受安培力方向垂直纸面向外，BO段所受安培力方向垂直纸面向里，因此，从上向下看，AB绕O点逆时针转动当导线转过90角的特殊位置时，再判断其上下运动情况如图所示，此时，导线受安培力方向向下，导线将向下运动由上述两个特殊位置结合电流元分析法判断可知，当导线不在特殊位置时，所受安培力使AB逆时针转动的同时还要向下运动来源:学科网三、计算题图1612.0.4 A解析：将圆环线圈分成很多小段，每一小段可以看作一段直线电流
12、，取一小段分析，受力如图16所示，对于圆环整体而言，水平方向上安培力相互抵消了，整个圆环所受合安培力大小为F2rBIsin30rBI.而要使线圈悬浮，有Fmg2rm0g，得I0.4 A.13.(1)斜向下(2)3.0 TB16.3 T解析(1)通电导线ab的截面受力分析如图17所示(从a端看)，由图可知磁场方向斜向下(2)当棒有下滑的趋势时，受向上的静摩擦力为1，则有sin3010.又1，图17F1Fcos30，I.由以上四式解得B13.0 T.当棒有上滑的趋势时，受向下的静摩擦力为F2，如图18所示，则有Fsin30F20FB2ILF2Fcos30由以上各式解得B216.3 T所以B的取值范围是3.0 TB16.3 T.图18你购物我打折店所有资料均统一由邮箱发送，否则均为盗版，投诉QQ317069706
