2022-2023學(xué)年人教版選擇性必修第二冊(cè) 1.1 磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力 作業(yè)

1、課時(shí)跟蹤訓(xùn)練（一） 磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力A級(jí)雙基達(dá)標(biāo)1關(guān)于通電直導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中所受的安培力，下列說(shuō)法正確的是()A安培力的方向可以不垂直于直導(dǎo)線B安培力的方向總是垂直于磁場(chǎng)的方向C安培力的大小與通電直導(dǎo)線和磁場(chǎng)方向的夾角無(wú)關(guān)D將直導(dǎo)線從中點(diǎn)折成直角，安培力的大小一定變?yōu)樵瓉?lái)的一半解析：選B由左手定則可知，安培力的方向一定與磁場(chǎng)方向和直導(dǎo)線垂直，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；安培力的大小FBILsin 與直導(dǎo)線和磁場(chǎng)方向的夾角有關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；將直導(dǎo)線從中點(diǎn)折成直角，假設(shè)原來(lái)直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直，若折成直角后一段與磁場(chǎng)仍垂直，另一段與磁場(chǎng)平行，則安培力的大小變?yōu)樵瓉?lái)的一半；若折成直角后，兩段都與磁場(chǎng)垂

2、直，則安培力的大小變?yōu)樵瓉?lái)的eq f(r(2),2)，因此安培力大小不一定是原來(lái)的一半，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。219世紀(jì)20年代，以塞貝克(數(shù)學(xué)家)為代表的科學(xué)家已認(rèn)識(shí)到：溫度差會(huì)引起電流，安培考慮到地球自轉(zhuǎn)造成了太陽(yáng)照射后正面與背面的溫度差，從而提出如下假設(shè)：地磁場(chǎng)是由繞地球的環(huán)形電流引起的。則該假設(shè)中的電流方向是(注：磁子午線是地磁場(chǎng)N極與S極在地球表面的連線)()A由西向東垂直磁子午線B由東向西垂直磁子午線C由南向北沿磁子午線D由赤道向兩極沿磁子午線解析：選B地磁場(chǎng)的N極在地理南極附近，根據(jù)安培定則，大拇指指向地磁場(chǎng)的N極，則四指的繞向即為電流的方向，即安培假設(shè)中的電流方向應(yīng)該是由東向西垂直磁子午

3、線，故B正確。3.如圖所示，通以恒定電流I的導(dǎo)線MN在紙面內(nèi)從a位置繞其一端M轉(zhuǎn)至b位置時(shí)，通電導(dǎo)線所受安培力的大小變化情況是()A變小B不變C變大 D不能確定解析：選B當(dāng)MN在原位置時(shí)，安培力的大小為FBIL，當(dāng)MN繞M端旋轉(zhuǎn)時(shí)，其大小仍是BIL，故安培力的大小是不變的，選項(xiàng)B正確。4.一直導(dǎo)線平行于通電螺線管的軸線放置在螺線管的上方，如圖所示，如果直導(dǎo)線可以自由地運(yùn)動(dòng)且通以方向由a到b的電流，則導(dǎo)線ab受到安培力的作用后，運(yùn)動(dòng)情況為()A從上向下看順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)并靠近螺線管B從上向下看順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)并遠(yuǎn)離螺線管C從上向下看逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)并遠(yuǎn)離螺線管D從上向下看逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)并靠近螺線管解析：選D先由安培定

4、則判斷通電螺線管的N、S兩極，找出導(dǎo)線左、右兩端磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，并用左手定則判斷這兩端受到的安培力的方向，如圖(a)所示?？梢耘袛鄬?dǎo)線受到磁場(chǎng)力作用后從上向下看按逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。再分析此時(shí)導(dǎo)線位置的磁場(chǎng)方向，再次用左手定則判斷導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力的方向，如圖(b)所示，導(dǎo)線還要靠近螺線管，所以D正確，A、B、C錯(cuò)誤。5.如圖所示，某區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。一正方形剛性線圈，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，匝數(shù)為n，線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直，線圈的一半在磁場(chǎng)內(nèi)。某時(shí)刻，線圈中通過(guò)大小為I的電流，則此線圈所受安培力的大小為()A.eq r(2)BIL B.eq f(1,2)nBILCnBIL D.

5、eq r(2)nBIL解析：選D在磁場(chǎng)中通電導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度為eq r(2)L，每一匝線圈都要受到安培力，則線圈所受的安培力大小是eq r(2)nBIL，故選項(xiàng)D正確。6多選如圖甲是磁電式電流表的結(jié)構(gòu)，蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場(chǎng)是均勻地輻向分布，如圖乙所示，線圈中a、b兩條導(dǎo)線長(zhǎng)均為l，通以圖示方向的電流I，兩條導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。則()A該磁場(chǎng)是勻強(qiáng)磁場(chǎng)B線圈將逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)C線圈將順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)Da、b導(dǎo)線受到的安培力大小總為IlB解析：選CD該磁場(chǎng)明顯不是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)應(yīng)該是一簇平行的磁感線，方向相同，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由左手定則可知，a導(dǎo)線受到的安培力向上，b導(dǎo)線受到的安培力向下

6、，故線圈將順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C正確；a、b導(dǎo)線始終與磁感線垂直，故受到的安培力大小總為IlB，選項(xiàng)D正確。7.如圖所示，質(zhì)量m0.5 kg的通電導(dǎo)體棒在安培力作用下靜止在傾角為37、寬度L1 m的光滑絕緣框架上，磁場(chǎng)方向垂直于框架平面向下(磁場(chǎng)僅存在于絕緣框架內(nèi))。右側(cè)回路中，電源的電動(dòng)勢(shì)E8 V、內(nèi)阻r1 ，額定功率為8 W、額定電壓為4 V的電動(dòng)機(jī)M正常工作。取sin 370.6，cos 370.8，重力加速度大小g取10 m/s2，則磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為()A2 T B1.73 TC1.5 T D1 T解析：選C電動(dòng)機(jī)M正常工作時(shí)的電流I1eq f(P1,U)2 A，電源內(nèi)阻上的

7、電壓UEU8 V4 V4 V，根據(jù)歐姆定律得：干路中的電流Ieq f(U,r)4 A，則通過(guò)導(dǎo)體棒的電流I2II12 A，導(dǎo)體棒受力平衡，有BI2Lmgsin 37，得B1.5 T，選項(xiàng)C正確。8(2021江蘇高考)在光滑桌面上將長(zhǎng)為L(zhǎng)的軟導(dǎo)線兩端固定，固定點(diǎn)的距離為2L，導(dǎo)線通有電流I，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)線中的張力為()ABIL B2BILCBIL D2BIL解析：選A從上向下看導(dǎo)線的圖形如圖所示，導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度為2L，則所受的安培力大小F2BIL，設(shè)導(dǎo)線中的張力為T，由受力平衡可知Teq f(F,2)，解得TBIL，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。9.如圖所示，

8、 在與水平方向夾角為60的光滑金屬導(dǎo)軌間有一電源， 在相距1 m的平行導(dǎo)軌上放一質(zhì)量為m0.3 kg的金屬棒ab, 通以從ba、I3 A的電流，磁場(chǎng)方向豎直向上，這時(shí)金屬棒恰好靜止(g10 m/s2)。求：(1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小；(2)ab棒對(duì)導(dǎo)軌的壓力。解析：(1)ab棒靜止，受力情況如圖所示，沿斜面方向受力平衡，則mgsin 60BILcos 60，解得Beq f(mgtan 60,IL)eq f(0.310r(3),31) T1.73 T。(2)根據(jù)平衡條件及牛頓第三定律得，ab棒對(duì)導(dǎo)軌的壓力為：FNFNeq f(mg,cos 60)eq f(0.310,f(1,2) N6 N。

9、答案：(1)1.73 T(2)6 NB級(jí)選考提能10.(2021廣東高考)截面為正方形的絕緣彈性長(zhǎng)管中心有一固定長(zhǎng)直導(dǎo)線，長(zhǎng)管外表面固定著對(duì)稱分布的四根平行長(zhǎng)直導(dǎo)線。若中心直導(dǎo)線通入電流I1，四根平行直導(dǎo)線均通入電流I2，I1I2，電流方向如圖所示，下列截面圖中可能正確表示通電后長(zhǎng)管發(fā)生形變的是()解析：選C因I1I2，則可不考慮四個(gè)邊上的直導(dǎo)線之間的相互作用；根據(jù)兩通電直導(dǎo)線間的安培力作用滿足“同向電流相互吸引，異向電流相互排斥”，則正方形左右兩側(cè)的直導(dǎo)線I2要受到I1吸引的安培力，形成凹形，正方形上下兩邊的直導(dǎo)線I2要受到I1排斥的安培力，形成凸形，故變形后的形狀如選項(xiàng)C所示。11.如圖所

10、示，金屬棒MN兩端由等長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)線水平懸掛，處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，棒中通以由M向N的電流，平衡時(shí)兩懸線與豎直方向夾角均為。如果僅改變下列某一個(gè)條件，角的相應(yīng)變化情況是()A棒中的電流變大，角變大B兩懸線等長(zhǎng)變短，角變小C金屬棒質(zhì)量變大，角變大D磁感應(yīng)強(qiáng)度變大，角變小解析：選A金屬棒受力如圖所示，tan eq f(F,mg)eq f(BIL,mg)。棒中電流I變大，角變大；兩懸線等長(zhǎng)變短，角不變；金屬棒質(zhì)量變大，角變??；磁感應(yīng)強(qiáng)度變大，角變大，故A正確。12如圖所示，在傾角為30的斜面上，固定兩間距L0.5 m的平行金屬導(dǎo)軌，在導(dǎo)軌上端接入電源和滑動(dòng)變阻器R，電源電動(dòng)勢(shì)E10 V，內(nèi)阻r2 ，一質(zhì)量m100 g的金屬棒ab與兩導(dǎo)軌垂直并接觸良好。整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B1 T、垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中(導(dǎo)軌與金屬棒的電阻不計(jì))。金屬導(dǎo)軌是光滑的，取 g10 m/s2，要保持金屬棒在導(dǎo)軌上靜止，求： (1)金