【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】2020-2021學(xué)年魯科版物理選修3-1對(duì)點(diǎn)練習(xí)：6.1-安培力的方向

安培力的方向1．如圖6－1－9所示，其中A、B圖已知電流方向及其所受磁場力的方向，試推斷并在圖中標(biāo)出磁場方向．C、D圖已知磁場方向及其對(duì)電流作用力的方向，試推斷電流方向并在圖中標(biāo)出．圖6－1－9答案A圖磁場方向垂直紙面對(duì)外；B圖磁場方向在紙面內(nèi)垂直F向下；C、D圖電流方向均垂直于紙面對(duì)里．安培力的大小2．如圖6－1－10所示在勻強(qiáng)磁場中有下列各種外形的通電導(dǎo)線，電流為I，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，求各導(dǎo)線所受的安培力．圖6－1－10答案A．ILBcosαB．ILBC.eq\r(2)ILBD．2BIRE．0安培力作用下的物體平衡圖6－1－113．如圖6－1－11所示，光滑導(dǎo)軌與水平面成α角，導(dǎo)軌寬L.有大小為B的勻強(qiáng)磁場，方向垂直導(dǎo)軌面，金屬桿長為L，質(zhì)量為m，水平放在導(dǎo)軌上．當(dāng)回路中通過電流時(shí)，金屬桿正好能靜止．求：電流的大小為多大？磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向如何？答案mgsinα/BL方向垂直導(dǎo)軌面對(duì)上解析在解這類題時(shí)必需畫出截面圖，只有在截面圖上才能正確表示各力的精確?????方向，從而弄清各矢量方向間的關(guān)系．由于B垂直軌道面，又金屬桿處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以F必沿斜面對(duì)上，由左手定則知，B垂直軌道面對(duì)上．大小滿足BI1L＝mgsinα，I＝mgsinα/BL.

題組一安培力的方向1．下面的四個(gè)圖顯示了磁場對(duì)通電直導(dǎo)線的作用力，其中正確的是()答案C圖6－1－122．如圖6－1－12所示，電磁炮是由電源、金屬軌道、炮彈和電磁鐵組成．當(dāng)電源接通后，磁場對(duì)流過炮彈的電流產(chǎn)生力的作用，使炮彈獲得極大的放射速度．下列各俯視圖中正確表示磁場B方向的是()答案B解析要使炮彈加速，安培力應(yīng)向右，由左手定則可知：磁場方向應(yīng)垂直紙面對(duì)外．圖6－1－133．通電矩形導(dǎo)線框abcd與無限長通電直導(dǎo)線MN在同一平面內(nèi)，電流方向如圖6－1－13所示，ab邊與MN平行．關(guān)于MN的磁場對(duì)線框的作用，下列敘述正確的是()A．線框有兩條邊所受的安培力方向相同B．線框有兩條邊所受的安培力大小相同C．線框所受安培力的合力向左D．線框?qū)⒗@MN轉(zhuǎn)動(dòng)答案BC解析通電矩形線框abcd在無限長直通電導(dǎo)線形成的磁場中，受到磁場力的作用，對(duì)于ad邊和bc邊，所在的磁場相同，但電流方向相反，所以ad邊、bc邊受磁場力(安培力)大小相同，方向相反，即ad邊和bc邊受合力為零．而對(duì)于ab和cd兩條邊，由于在磁場中，離長直導(dǎo)線的位置不同，ab邊近而且由左手定則推斷受力向左，cd邊遠(yuǎn)而且由左手定則推斷受力向右，所以ab邊、cd邊受合力方向向左，故B、C選項(xiàng)正確．圖6－1－144．如圖6－1－14所示，三根通電長直導(dǎo)線P、Q、R相互平行且通過正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，三條導(dǎo)線中通入的電流大小相等，方向垂直紙面對(duì)里；通過直導(dǎo)線產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝kI/r，I為通電導(dǎo)線的電流大小，r為距通電導(dǎo)線的垂直距離，k為常量；則通電導(dǎo)線R受到的磁場力的方向是()A．垂直R，指向y軸負(fù)方向B．垂直R，指向y軸正方向C．垂直R，指向x軸正方向D．垂直R，指向x軸負(fù)方向答案A圖6－1－155．(2022·揚(yáng)州中學(xué)模擬)圖6－1－15中裝置可演示磁場對(duì)通電導(dǎo)線的作用、電磁鐵上下兩磁極之間某一水平面內(nèi)固定兩條平行金屬導(dǎo)軌，L是置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌垂直的金屬桿．當(dāng)電磁鐵線圈兩端a、b，導(dǎo)軌兩端e、f，分別接到兩個(gè)不同的直流電源上時(shí)，L便在導(dǎo)軌上滑動(dòng)．下列說法正確的是()A．若a接正極，b接負(fù)極，e接正極，f接負(fù)極，則L向右滑動(dòng)B．若a接正極，b接負(fù)極，e接負(fù)極，f接正極，則L向右滑動(dòng)C．若a接負(fù)極，b接正極，e接正極，f接負(fù)極，則L向左滑動(dòng)D．若a接負(fù)極，b接正極，e接負(fù)極，f接正極，則L向左滑動(dòng)答案BD解析若a接正極，b接負(fù)極，則依據(jù)安培定則可知線圈之間產(chǎn)生向上的磁場，e接正極，f接負(fù)極，L中將通有向外的電流，依據(jù)左手定則可知L向左運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)；若a接正極，b接負(fù)極，則依據(jù)安培定則可知線圈之間產(chǎn)生向上的磁場，e接負(fù)極，f接正極，L中將通有向里的電流，依據(jù)左手定則可知L向右運(yùn)動(dòng)，B正確；若a接負(fù)極，b接正極，則依據(jù)安培定則可知線圈之間產(chǎn)生向下的磁場，e接正極，f接負(fù)極，L中將通有向外的電流，依據(jù)左手定則可知L向右運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)；若a接負(fù)極，b接正極，則依據(jù)安培定則可知線圈之間產(chǎn)生向下的磁場，e接負(fù)極，f接正極，L中將通有向里的電流，依據(jù)左手定則可知L向左運(yùn)動(dòng)，D正確．題組二安培力的大小圖6－1－166．(安培力大小的計(jì)算)如圖6－1－16所示，四邊形的通電閉合線框abcd處在垂直線框平面的勻強(qiáng)磁場中，它受到磁場力的合力()A．豎直向上B．方向垂直于ad斜向上C．方向垂直于bc斜向上D．為零答案D圖6－1－177．如圖6－1－17所示，導(dǎo)線框中電流為I，導(dǎo)線框垂直于磁場放置，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，AB與CD相距為d，則MN所受安培力大小()A．F＝BIdB．F＝BIdsinθC．F＝eq\f(BId,sinθ)D．F＝BIdcosθ答案C解析題中磁場和電流垂直，θ角僅是導(dǎo)線框與金屬桿MN間夾角，不是電流與磁場的夾角．圖6－1－188．如圖6－1－18所示，磁場方向豎直向下，通電直導(dǎo)線ab由水平位置1繞a點(diǎn)在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)到位置2的過程中，通電導(dǎo)線所受安培力是()A．?dāng)?shù)值變大，方向不變B．?dāng)?shù)值變小，方向不變C．?dāng)?shù)值不變，方向轉(zhuǎn)變D．?dāng)?shù)值，方向均轉(zhuǎn)變答案B解析安培力F＝BIL，電流不變，垂直直導(dǎo)線的有效長度減小，安培力減小，安培力的方向總是垂直BI所構(gòu)成的平面，所以安培力的方向不變，B對(duì)，故選B.題組三電動(dòng)機(jī)和磁電式電流計(jì)9．有關(guān)直流電動(dòng)機(jī)的換向器的作用，以下說法正確的是()A．當(dāng)線圈平面與磁感線平行時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)變電流方向B．當(dāng)線圈平面與磁感線垂直時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)變電流方向C．當(dāng)線圈平面與磁感線平行時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)變磁感線的方向D．當(dāng)線圈平面與磁感線平行時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)變線圈轉(zhuǎn)動(dòng)方向答案B10．為了轉(zhuǎn)變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，下述可實(shí)行的措施正確的是()A．轉(zhuǎn)變電源電壓的大小B．轉(zhuǎn)變通過線圈的電流的大小C．轉(zhuǎn)變通過線圈的電流的方向D．對(duì)調(diào)N、S兩磁極的位置，同時(shí)對(duì)調(diào)電源的正、負(fù)極答案C題組四安培力作用下的導(dǎo)體棒的平衡圖6－1－1911．如圖6－1－19所示，長L、質(zhì)量為m的金屬桿ab，被兩根豎直的金屬彈簧靜止吊起，金屬桿ab處在方向垂直紙面對(duì)里的勻強(qiáng)磁場中．當(dāng)金屬桿中通有方向a→b的電流I時(shí)，每根金屬彈簧的拉力大小為T.當(dāng)金屬桿通有方向b→a的電流I時(shí)，每根金屬彈簧的拉力大小為2T.則磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為________．答案eq\f(T,IL)解析導(dǎo)體ab受重力、磁場力、彈簧的拉力而平衡．當(dāng)ab中的電流方向由a到b時(shí)，磁場力向上．2T＋BIL＝mg①當(dāng)ab中的電流由b到a時(shí)，磁場力向下．4T＝BIL＋mg②解方程組得B＝eq\f(T,IL)12．兩個(gè)傾角均為α的光滑斜面上，各放有一根相同的金屬棒，分別通有電流I1和I2，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同，方向如圖6－1－20中所示，兩金屬棒均處于靜止?fàn)顟B(tài)，兩種狀況下電流之比I1∶I2＝________．圖6－1－20答案1∶cosα圖6－1－2113．質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒MN靜止于寬度為L的水平導(dǎo)軌上，通過MN的電流為I，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向與導(dǎo)軌平面成θ角斜向下，如圖6－1－21