【與名師對話】2013屆高考物理總復(fù)習(xí) 課時作業(yè)23 新人教版選修3-1

1、課時作業(yè)(二十三)(分鐘：45分鐘滿分：100分)一、選擇題(每小題8分，共72分)1(2011·廣東六校聯(lián)考)一段長0.2 m，通過2.5 A電流的直導(dǎo)線，關(guān)于在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中所受安培力F的情況，正確的是()A如果B2 T，F(xiàn)一定是1 N B如果F0，B也一定為零C如果B4 T，F(xiàn)有可能是1 ND如果F有最大值時，通電導(dǎo)線一定與B平行解析當(dāng)導(dǎo)線與磁場方向垂直放置時，F(xiàn)BIL，力最大，當(dāng)導(dǎo)線與磁場方向平行放置時，F(xiàn)0，當(dāng)導(dǎo)線與磁場方向成任意其他角度放置時，0<F<BIL，A、D兩項(xiàng)不正確，C項(xiàng)正確；磁感應(yīng)強(qiáng)度是磁場本身的性質(zhì)，與受力F無關(guān)，B不正確答案C2(2

2、011·深圳模擬)如圖所示為某種用來束縛原子的磁場的磁感線分布情況，以O(shè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿z軸正方向磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小的變化最有可能為()解析由磁感線的疏密程度表示B的大小，因沿z軸方向B先減小后增大，故最有可能的為C圖答案C3(2011·黃岡模擬)如右圖所示，兩根無限長的平行導(dǎo)線a和b水平放置，兩導(dǎo)線中通以方向相反、大小不等的恒定電流，且Ia>Ib. 當(dāng)加一個垂直于a、b所在平面的勻強(qiáng)磁場B時；導(dǎo)線a恰好不再受安培力的作用則與加磁場B以前相比較()Ab也恰好不再受安培力的作用Bb受的安培力小于原來安培力的2倍，方向豎直向上Cb受的安培力等于原來安培力的2倍，方向豎直向下

3、Db受的安培力小于原來安培力的大小，方向豎直向下解析當(dāng)a不受安培力時，Ib產(chǎn)生的磁場與所加磁場在a處疊加后的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，此時判斷所加磁場垂直紙面向外，因Ia>Ib，所以在b處疊加后的磁場垂直紙面向里，b受安培力向下，且比原來小故選項(xiàng)D正確答案D4如右圖所示，在絕緣的水平面上等間距固定著三根相互平行的通電直導(dǎo)線a、b和c，各導(dǎo)線中的電流大小相同，其中a、c導(dǎo)線中的電流方向垂直紙面向外，b導(dǎo)線電流方向垂直紙面向內(nèi)每根導(dǎo)線都受到另外兩根導(dǎo)線對它的安培力作用，則關(guān)于每根導(dǎo)線所受安培力的合力，以下說法中正確的是()A導(dǎo)線a所受合力方向水平向右 B導(dǎo)線c所受合力方向水平向右C導(dǎo)線c所受合力方向水

4、平向左 D導(dǎo)線b所受合力方向水平向左解析首先用安培定則判定導(dǎo)線所在處的磁場方向，要注意是合磁場的方向，然后用左手定則判定導(dǎo)線的受力方向可以確定B是正確的答案B5(2012·黃岡中學(xué)期中)如圖所示，在光滑水平面上一輕質(zhì)彈簧將擋板和一條形磁鐵連接起來，此時磁鐵對水平面的壓力為N1，現(xiàn)在磁鐵左上方位置固定一導(dǎo)體棒，當(dāng)導(dǎo)體棒中通以垂直紙面向里的電流后，磁鐵對水平面的壓力為N2 ，則以下說法正確的是()A彈簧長度將變長 B彈簧長度將變短CN1N2 DN1N2解析畫出導(dǎo)體棒所在處的磁感線方向，用左手定則可判斷出條形磁鐵對導(dǎo)體棒的安培力斜向右下，由牛頓第三定律可知，導(dǎo)體棒對條形磁鐵的安培力斜向左上

5、，所以彈簧長度將變短，N1N2，選項(xiàng)BC正確答案BC6如右圖所示，有兩根長為L、質(zhì)量為m的細(xì)導(dǎo)體棒a、b，a被水平放置在傾角為45°的光滑斜面上，b被水平固定在與a在同一水平面的另一位置，且a、b平行，它們之間的距離為x.當(dāng)兩細(xì)棒中均通以電流強(qiáng)度為I的同向電流時，a恰能在斜面上保持靜止，則b的電流在a處產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的說法錯誤的是()A方向向上B大小為C要使a仍能保持靜止，而減小b在a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，可使b上移D若使b下移，a將不能保持靜止解析由安培定則可知A正確；由mgsinBLIcos知B，B錯誤；若要使B最小，應(yīng)在垂直斜面向上的方向上，所以C、D正確答案B7(2011&

6、#183;泉州模擬)如右圖所示，abcd四邊形閉合線框，a、b、c三點(diǎn)坐標(biāo)分別為(0，L,0)，(L，L,0)，(L,0,0)，整個空間處于沿y軸正方向的勻強(qiáng)磁場中，通入電流I，方向如圖所示，關(guān)于四邊形的四條邊所受到的安培力的大小，下列敘述中正確的是()Aab邊與bc邊受到的安培力大小相等 Bcd邊受到的安培力最大Ccd邊與ad邊受到的安培力大小相等 Dad邊不受安培力作用解析根據(jù)左手定則，ab邊受到的安培力大小為FabBIab，bc邊平行于磁場方向受力為零，故A錯；ad邊受到安培力大小為FadBIOd，故B、D錯；cd邊受到的安培力大小為FadBIcd，故B正確答案B8(2011·

7、新課標(biāo)全國)電磁軌道炮工作原理如圖所示待發(fā)射彈體可在兩平行軌道之間自由移動，并與軌道保持良好接觸電流I從一條軌道流入，通過導(dǎo)電彈體后從另一條軌道流回軌道電流可形成在彈體處垂直于軌道面的磁場(可視為勻強(qiáng)磁場)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與I成正比通電的彈體在軌道上受到安培力的作用而高速射出現(xiàn)欲使彈體的出射速度增加至原來的2倍，理論上可采用的辦法是()A只將軌道長度L變?yōu)樵瓉淼?倍B只將電流I增加至原來的2倍C只將彈體質(zhì)量減至原來的一半D將彈體質(zhì)量減至原來的一半，軌道長度L變?yōu)樵瓉淼?倍，其他量不變解析由題意可知磁感應(yīng)強(qiáng)度BkI，安培力FBIdkI2d，由動能定理可得：FL，解得vI，由此式可判斷BD選項(xiàng)正

8、確答案BD9如圖甲所示，電流恒定的通電直導(dǎo)線MN，垂直平放在兩條相互平行的水平光滑長導(dǎo)軌上，電流方向由M指向N，在兩軌間存在著豎直磁場，取垂直紙面向里的方向?yàn)榇鸥袘?yīng)強(qiáng)度的正方向，當(dāng)t0時導(dǎo)線恰好靜止，若B按如圖乙所示的余弦規(guī)律變化，下列說法正確的是()A在最初的一個周期內(nèi)，導(dǎo)線在導(dǎo)軌上做往復(fù)運(yùn)動B在最初的一個周期內(nèi)，導(dǎo)線一直向左運(yùn)動C在最初的半個周期內(nèi)，導(dǎo)線的加速度先增大后減小D在最初的半個周期內(nèi)，導(dǎo)線的速度先增大后減小解析由安培力的表達(dá)式FBIL結(jié)合圖乙可知，安培力F在一個周期內(nèi)隨磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化而變化，在前周期內(nèi)，安培力F方向不變，大小變小，加速度方向不變，大小變小，由于初速度為零，所以

9、在水平方向上做變加速直線運(yùn)動；在周期到周期內(nèi)，磁場方向改變，安培力方向改變，加速度方向改變，速度減小，至周期時速度減小到零，所以D項(xiàng)正確；而后在周期到周期內(nèi)，MN反向加速，在一個周期結(jié)束時又回到原來的位置，即做往復(fù)運(yùn)動，所以A項(xiàng)正確答案AD二、非選擇題(共28分)10(14分)如圖所示，在傾角為37°的光滑斜面上有一根長為0.4 m，質(zhì)量為6×102kg的通電直導(dǎo)線，電流強(qiáng)度I1 A，方向垂直于紙面向外，導(dǎo)線用平行于斜面的輕繩拴住不動，整個裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度每秒增加0.4 T，方向豎直向上的磁場中設(shè)t0時，B0，則需要多長時間，斜面對導(dǎo)線的支持力為零？(g取10 m/s2)

10、解析斜面對導(dǎo)線的支持力為零時導(dǎo)線的受力如右圖所示由平衡條件FTcos37°FFTsin37°mg由解得：F，代入數(shù)值得：F0.8 N由FBIL得：B T2 T.B與t的變化關(guān)系為B0.4 t所以t5 s.答案5 s11(14分)水平面上有電阻不計(jì)的U形導(dǎo)軌NMPQ，它們之間的寬度為L，M和P之間接入電動勢為E的電源(不計(jì)內(nèi)阻)現(xiàn)垂直于導(dǎo)軌擱一根質(zhì)量為m，電阻為R的金屬棒ab，并加一個范圍較大的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向與水平面夾角為且指向右斜上方，如右圖所示，問：(1)當(dāng)ab棒靜止時，受到的支持力和摩擦力各為多少？(2)若B的大小和方向均能改變，則要使ab棒所受支持

11、力為零，B的大小至少為多少？此時B的方向如何？解析從b向a看側(cè)視圖如圖所示(1)水平方向：FFAsin豎直方向：FNFAcosmg又FABILBL聯(lián)立得：FNmg，F(xiàn).(2)使ab棒受支持力為零，且讓磁場最小，可知安培力豎直向上則有FAmgBmin，根據(jù)左手定則判定磁場方向水平向右答案(1)mg(2)方向水平向右拓展題：(2011·重慶九校聯(lián)考)有一長為l0.50 m、質(zhì)量為m10 g的通電導(dǎo)線cd，由兩根絕緣細(xì)線水平懸掛在勻強(qiáng)磁場中的z軸上，如右圖所示z軸垂直紙面向外，g10 m/s2.求：(1)當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B11.0 T，方向與x軸負(fù)方向相同時，要使懸線中張力為零，cd中通入的電

12、流I1的大小和方向？(2)當(dāng)cd中通入方向由c到d大小為I20.40 A的電流，這時磁感應(yīng)強(qiáng)度B21.0 T，方向與x軸正方向相同，當(dāng)cd靜止時懸線中的張力是多大？(3)當(dāng)cd中通入方向由c到d、大小為I30.10 A的電流，若磁場方向垂直z軸，且與y軸負(fù)方向夾角為30°，與x軸正方向夾角為60°，磁感應(yīng)強(qiáng)度B32.0 T，則導(dǎo)線cd靜止時懸線中的張力又是多大？解析(1)要使懸線的張力為零，導(dǎo)線cd受到的安培力必須與重力平衡，有mgB1I1l所以I1mg/lB1 A0.20 A由左手定則可判定cd中的電流方向由c到d.(2)根據(jù)題意，由左手定則可判定此時cd受到豎直向下的安培力當(dāng)cd靜止時，有mgB2lI22T.所以T N0.15 N.(3)根據(jù)題意，作出導(dǎo)線cd所受重力、安培力如右圖所示這時cd受到的安培力大小F3B3I3l所以F32.0×0.10×0.50 N0.10 Nmg又因