《2018_2019学年高中物理第三章磁场专题3.4通电导线在磁场中受到的力课时同步试题新人教版选修3_1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018_2019学年高中物理第三章磁场专题3.4通电导线在磁场中受到的力课时同步试题新人教版选修3_1（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 第第 4 4 节节 通电导线在磁场中受到的力通电导线在磁场中受到的力 1 关于磁场方向 电流方向 安培力方向三者之间的关系 说法正确的是 A 磁场方向 电流方向 安培力方向三者之间总是互相垂直 B 磁场方向一定与安培力方向垂直 但电流方向不一定与安培力方向垂直 C 磁场方向不一定与安培力方向垂直 但电流方向一定与安培力方向垂直 D 磁场方向不一定与电流方向垂直 但安培力方向一定既与磁场方向垂直 又与电流方 向垂直 答案 D 2 2018 浙江新高考选考科目 在城市建设施工中 经常需要确定地下金属管线的位置 如图所示 有一种探测方法是 首先给金属长直管线上同上电流 再用可以测量磁场强 弱 方
2、向的仪器进行一下操作 用测量仪在金属管线附近的水平地面上找到磁场的最 强的某点 记为a 在a点附近的地面上 找到与a点磁感应强度相同的若干点 将 这些点连成直线EF 在地面上过a点垂直于EF的直线上 找到磁场方向与地面夹角 为 45 的b c两点 测得b c两点距离为L 由此可确定金属管线 A 平行于EF 深度为 B 平行于EF 深度为L C 垂直于FE 深度为 D 垂直于EF 深度为L 答案 A 解析 根据通电直导线产生的磁场特点 距离电流越近 产生的磁场强度越大 则a 点距离管线最近 EF上的点均是距离管线最近的点 管线在EF的正下方 与EF平行 根据安培定则做出管线产生磁场的横截面图示
3、则由几何关系可以确定a到管线的距离 为 故 A 正确 BCD 错误 2 3 如图所示 一通电直线导线与匀强磁场方向垂直 导线所受安培力的方向 A 向上 B 向下 C 垂直纸面向外 D 垂直纸面向里 答案 D 4 2018 江西省浮梁一中高考冲刺训练 极光 是由太阳发射的高速带电粒子受地磁 场的影响 进入两极附近时 撞击并激发高空中的空气分子和原子发光引起的 假如我 们在北极地区忽然发现正上方的某一高空出现了射向地球的 沿逆时针方向生成的紫色 弧状极光 显示带电粒子的运动轨迹 考虑大气的阻力 则关于引起这一现象的高速 粒子的电性及弧状极光的弯曲程度的说法中 正确的是 A 高速粒子带正电 B 高速
4、粒子带负电 C 轨迹半径不变 D 轨迹半径逐渐增大 答案 B 解析 在北极上空有竖直向下的磁场 由地面上看带电粒子的运动轨迹沿逆时针方向 则从上空看带电粒子的轨迹沿顺时针方向 由左手定则得粒子带负电 故 A 错误 B 正 确 运动过程中粒子因空气阻力做负功 运动动能变小 速度减小 则半径小 故 CD 错 3 误 5 如图 长为 2L的直导线折成边长相等 夹角为 60 的 V 形 并置于与其所在平面相垂 直的匀强磁场中 磁感应强度为B 当在该导线中通以电流强度为I的电流时 该 V 形 通电导线受到的安培力大小为 A 0 B 0 5BIL C BIL D 2BIL 答案 C 6 2018 山东省藁
5、城市第一中学高三冲刺卷 如图 AB CD是两根长度均为L 4 0 m 质量分别为m1 0 6 kg 和m2 0 2 kg 的金属棒 两根等长的细金属杆将两节干电池与两个 金属棒串联成闭合回路 整个回路用绝缘细线悬挂在天花板上 保证金属棒水平 整个 装置处于竖直向下的匀强磁场中 磁感应强度B 1 0 T 电路中的电流I 0 5 A 待系统 稳定之后 金属棒 细金属杆在力的作用下不会发生变形 取g 10 m s2 则 A 绝缘细线与竖直方向的夹角 0 B 绝缘细线与竖直方向的夹角 45 C 细金属杆与竖直方向的夹角 45 4 D 细金属杆与竖直方向的夹角 90 答案 AC 解析 以整体为研究对象
6、整体总共受到四个力的作用 水平方向上 两金属棒受到 力的大小均为 方向相反的安倍力 这两个力互相平衡 竖直方向上 绝缘细 线的拉力与总的重力平衡 因为重力的方向竖直向下 所以 绝缘细线的拉力一定是竖 直向上 也就是说 绝缘细线与竖直方向的夹角为 故选项 A 正确 B 错误 以 cd 棒 为研究对象 cd 棒受三个力而平衡 受力情况如图所示 安培力 cd棒的重力 由平衡条件 得 解得 即细金属丝与竖直方向的夹角为 故选项 C 正 确 D 错误 7 光滑的平行导轨 图中粗线所示 与电源连接后 倾斜放置 导轨上放一个质量为m的 金属导体棒 通电后 导体棒中的电流垂直纸面向外 在棒所在的区域内加一个合
7、适的 匀强磁场 可以使导体棒静止平衡 下面四个图中分别加了不同方向的磁场 其中一定 不能平衡的是 答案 C 5 8 2018 新疆哈密地区高二月考 如图 质量为m 长为L的直导线用两根绝缘细线悬 挂于O O 并处于匀强磁场中 当导线中通以沿x正方向的电流I 且导线保持静止 时 悬线与竖直方向的夹角为 则磁感应强度的方向和大小可能为 A z正向 tan B y正向 C z负向 tan D 沿悬线向上 sin 答案 BC 名师点睛 此题是对物体的平衡以及左手定则的考查 左手定则和右手定则一定要区 分开 如果是和力有关的则全依靠左手定则 即关于力的用左手定则 其他的 一般用 于判断感应电流方向或者通
8、电电流周围的磁场方向 用右手定则 9 如图所示的天平可用来测定磁感应强度B 天平的右臂下面挂有一个矩形线圈 宽度为 6 l 共N匝 线圈下端悬在匀强磁场中 磁场方向垂直纸面 当线圈中不通电流时 在天 平左右两边加上质量各为m1 m2的砝码 天平平衡 当线圈中通有电流I时方向如图所 示 左边再加上质量为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 m1 m2 g NIl B 磁感应强度的方向垂直纸面向里 大小为mg NIl C 磁感应强度的方向垂直纸面向外 大小为 m1 m2 g NIl D 磁感应强度的方向垂直纸面向外 大小为mg 2Nil 答案 B 名师点睛
9、此题考查了物体的平衡 安培力以及左手定则的问题 解题的关键是能根 据左手定则来判断安培力的方向 并且知道安培力的计算公式F BIL 然后根据平衡条 件列出方程进行解答 此题难度不大 是基础题 10 如图所示 两根光滑金属导轨平行放置 导轨所在平面与水平面间的夹角为 整个 装置处于匀强磁场中 金属杆ab垂直导轨放置 当杆中通有从a到b的恒定电流I时 金属杆ab刚好静止 则 A 磁场方向一定是竖直向上 B 磁场方向竖直向上时 磁场的磁感应确定最小 C ab受安培力的最小值为 7 D ab受安培力的最小值为 答案 D 解析 对金属棒受力分析可知 金属棒只受重力支持力和安培力 根据平衡条件支持 力和安
10、培力的合力应与重力等大反向 因安培力的方向不是唯一的 故磁场的方向也不 一定是竖直向上的 根据矢量三角形合成法则作出三种情况的合成图如图 由图可以看出当安培力F与支持力垂直时有最小值 Fmin mgsin 即BIL mgsin 则 故 ABC 错误 D 正确 名师点睛 本题考查了力的平衡问题及平行四边形法则的应用问题 主要是借助磁场 中安培力考查矢量三角形合成法则求最小值问题 判断出安培力何时最小是解题的关键 步骤 解题时要灵活运用三角形或者平行四边形 熟练掌握右手定则 11 2018 山东省潍坊市第一中学高考预测卷 利用如图所示的实验装置可以测量磁感应 强度B 用绝缘轻质丝线把底边长为L 电
11、阻为R 质量为m的 U 形线框固定在力敏 传感器的挂钩上 并用轻质导线连接线框与电源 电源内阻不计 电压可调 导线的电 阻忽略不计 当外界拉力F作用于力敏传感器的挂钩上时 力敏传感器会显示拉力的大 小F 当线框接入恒定电压为E1的电源时 力敏传感器显示拉力的大小为F1 当线框 接入恒定电压为 E2的电源时 力敏传感器显示拉力的大小为F2 下列说法正确的是 A 当线框接入恒定电压为E1的电源时所受安培力大小为F1 B 当线框接入恒定电压为易的电源时力敏传感器显示拉力的大小为线框所受安培力与 重力之差 8 C 待测磁场的磁感应强度B的大小为 D 待测磁场的磁感应强度B的大小为 答案 D 12 如图
12、 通电线圈abcd平面和磁场垂直 不考虑电流间相互作用 则 A ab边受到向左的安培力 B bc边受到向下的安培力 C 线圈面积有缩小的趋势 D 线圈有转动的趋势 答案 C 名师点睛 考查由左手定则可判定安培力方向 注意对于左手定则的应用 要搞清两 点 一是什么时候用 二是怎样用 13 2018 安徽合肥市高三调研性考试 如图所示 一水平放置的通电直导体棒位于竖直 向下的匀强磁场中 若将磁场在竖直面内顺时针旋转一小角度或将电流方向反向 则下 9 列说法正确的是 A 将磁场旋转 导体棒所受安培力的方向不变 B 将磁场旋转 导体棒所受安培力的大小不变 C 将电流反向 导体棒所受安培力的方向不变 D
13、 将电流反向 导体棒所受安培力的大小不变 答案 AD 解析 图中磁场向下 电流向右 根据左手定则 安培力垂直向内 安培力大小为 F BIL 当将磁场在竖直面内顺时针旋转一小角度 根据左手定则 安培力方向不变 依然是垂直向内 根据F BILsin 从 90 增加到大于 90 故安培力大小是减小 的 故 A 正确 B 错误 将电流方向反向 根据左手定则 安培力反向即垂直向外 即 反向 安培力大小F BIL 不变 故 C 错误 D 正确 14 如图 两根通电长直导线a b平行放置 a b中的电流强度分别为I和 2I 此时a受 到的磁场力为F 以该磁场力方向为正方向 a b的正中间再放置一根与a b平
14、行共 面的通电长直导线c后 a受到的磁场力大小变为 2F 则此时b受到的磁场力的大小为 A 0 B F C 4F D 7F 答案 BD 解析 由于ab间的磁场力是两长直导线的相互作用 故b受到a的磁场力大小为F 方向相反 故为 F 中间再加一通电长直导线时 由于c处于中间 其在ab两位置产 生的磁场强度相同 故b受到的磁场力为a受磁场力的 2 倍 a受力变成 2F 可能是受 c的磁场力为F 方向向左 此时b受力为 2F 方向向左 故b受力为F 方向向左 故合磁场力为F a变成 2F 也可能是受向右的 3F的力 则此时b受力为 6F 方向向 右 故b受到的磁场力为 6F F 7F 故选 BD 1
15、0 15 如图所示 在匀强磁场区域中有一光滑斜面体 在斜面体上放了一根长为L 质量为m 的导线 当通以如图方向的电流后 导线恰好能保持静止 则磁感应强度B满足 A 方向水平向左 B 方向垂直纸面向外 C 方向沿斜面向上 D 方向竖直向下 答案 AD 16 2018 山东省济南第一中学高二学考 如图所示 固定的水平金属导轨间距L 2 m 处在磁感应强度B 4 l0 2 T 的竖直向上的匀强磁场中 导体棒MN垂直导轨放置 并始 终处于静止状态 已知电源的电动势E 6 V 内电阻r 0 5 电阻R 4 5 其他电 阻忽略不计 闭合开关 S 待电流稳定后 试求 1 导体棒中的电流 2 导体棒受到的安培
16、力的大小和方向 答案 1 1 2 A 2 0 096 N 方向沿导轨水平向左 11 17 2018 福建省福州市八县一中联考高二期末 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 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向上的匀强磁场 金属导轨的一端接有 电动势 内阻的直流电源 现把一个质量的导体棒ab放 在金属导轨上 此时导体棒恰好静止 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 金属导轨电阻不计 g取 已知 sin37 0 6 cos37 0 8 求 1 导体棒受到的安培力大小 2 导体棒受到的摩擦力大小及方向 3 某个时刻匀强磁场的大小保持不变 方向变为垂直于导轨所在平面向下 求以该时刻 为计时起点 2 s 末导体棒的速度大小 设金属导轨足够长 导体棒与金属导轨之 间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等 答案 1 0 3 N 2 0 06 N 方向沿斜面向下 3 24 m s 解析 1 闭合电路欧姆定律 则有 而安培力大小公式为 所以 2 对棒受力分析 并进行重力的分解 如下图所示 12
