2024年高中物理第三章4通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中受到的力練習(xí)含解析新人教版選修3-1

PAGE4-通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中受到的力A級(jí)抓基礎(chǔ)1.兩根相互平行的長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)位于紙面內(nèi)，導(dǎo)線(xiàn)中通有大小和方向均相同的電流，如圖所示，則導(dǎo)線(xiàn)a、b所受的安培力Fa、Fb的方向分別為（）A.Fa向左，F(xiàn)b向右B.Fa向右，F(xiàn)b向左C.Fa向紙里，F(xiàn)b向紙外D.Fa向紙外，F(xiàn)b向紙里答案：B2.下列各圖中，表示磁場(chǎng)B方向、電流I方向及電流受力F方向三者關(guān)系正確的是（）ABCD答案：A3.如圖所示，在條形磁鐵S極旁邊懸掛一個(gè)線(xiàn)圈，線(xiàn)圈與水平磁鐵位于同一平面內(nèi)，當(dāng)線(xiàn)圈中電流沿圖示方向（從前向后看順時(shí)針?lè)较颍┝魈蕰r(shí)，將會(huì)出現(xiàn)（）A.線(xiàn)圈向磁鐵平移B.線(xiàn)圈遠(yuǎn)離磁鐵平移C.從上往下看，線(xiàn)圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近磁鐵D.從上往下看，線(xiàn)圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近磁鐵答案：D4.在等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)a、b、c處，各有一條長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)垂直穿過(guò)紙面，導(dǎo)線(xiàn)中通有大小相等的恒定電流，方向如圖所示.過(guò)c點(diǎn)的導(dǎo)線(xiàn)所受安培力的方向（）A.與ab邊平行，豎直向上B.與ab邊平行，豎直向下C.與ab邊垂直，指向左邊D.與ab邊垂直，指向右邊答案：C5.如圖所示，一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)鋁棒用兩根勁度系數(shù)為k的彈簧水平地懸掛在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.當(dāng)電流I方向向右時(shí)，兩根彈簧縮短；當(dāng)I的方向向左時(shí)，兩彈簧伸長(zhǎng)，并且相對(duì)于平衡位置伸長(zhǎng)、縮短的長(zhǎng)度都是Δl，則磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為多少？解析：不通電流時(shí)，鋁棒受力平衡有mg＝2kx；彈簧縮短時(shí)，有mg＝2k（x－Δl）＋BIL；彈簧伸長(zhǎng)時(shí)，有mg＋BIL＝2k（x＋Δl），可解得B＝eq\f(2kΔl,LI).B級(jí)提實(shí)力6.如圖所示，兩個(gè)完全相同的線(xiàn)圈套在一水平光滑絕緣圓柱上，但能自由移動(dòng)，若兩線(xiàn)圈內(nèi)通以大小不等的同向電流，則它們的運(yùn)動(dòng)狀況是（）A.都繞圓柱轉(zhuǎn)動(dòng)B.以不等的加速度相向運(yùn)動(dòng)C.以相等的加速度相向運(yùn)動(dòng)D.以相等的加速度相背運(yùn)動(dòng)答案：C7.（多選）通電矩形導(dǎo)線(xiàn)框abcd與無(wú)限長(zhǎng)通電直導(dǎo)線(xiàn)MN在同一平面內(nèi).電流方向如圖所示，ad邊與MN平行，關(guān)于MN的磁場(chǎng)對(duì)線(xiàn)框的作用，下列敘述正確的是（）A.線(xiàn)框有兩條邊所受的安培力方向相同B.線(xiàn)框有兩條邊所受的安培力大小相同C.線(xiàn)框所受安培力合力向左D.線(xiàn)框所受安培力合力為零答案：BC8.如圖所示，放在臺(tái)秤上的條形磁鐵兩極未知，為了探明磁鐵的極性，在它中心的正上方固定一導(dǎo)線(xiàn)，導(dǎo)線(xiàn)與磁鐵垂直，給導(dǎo)線(xiàn)通以垂直紙面對(duì)外的電流，則（）A.假如臺(tái)秤的示數(shù)增大，說(shuō)明磁鐵左端是N極B.假如臺(tái)秤的示數(shù)增大，說(shuō)明磁鐵右端是N極C.無(wú)論如何臺(tái)秤的示數(shù)都不行能改變D.以上說(shuō)法都不正確答案：A9.直導(dǎo)線(xiàn)通入垂直紙面對(duì)里的電流，在下列勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，能靜止在光滑斜面上的是（）ABCD答案：A10.如圖所示，質(zhì)量為0.12kg的裸銅棒，長(zhǎng)為20cm，兩頭與長(zhǎng)度均為20cm的軟導(dǎo)線(xiàn)相連，吊在B＝0.5T、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.現(xiàn)在通以恒定電流I，銅棒將向紙面里擺起，最大擺角為37°，不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2，那么銅棒中電流的大小和方向分別為（）A.I＝4A，方向從a指向bB.I＝4A，方向從b指向aC.I＝9A，方向從a指向bD.I＝9A，方向從b指向a解析：銅棒上擺的過(guò)程，依據(jù)動(dòng)能定理得BIL·Lsin37°－mgL（1－cos37°）＝0，代入解得I＝4A，依據(jù)銅棒將向紙面里擺起可知，安培力方向向里，依據(jù)左手定則可知，電流方向從b到a.答案：B11.如圖所示，同一水平面內(nèi)的兩平行導(dǎo)軌ab、cd處于豎直向上的磁場(chǎng)中，一根質(zhì)量為3.6kg、有效長(zhǎng)度為2m的金屬棒放在導(dǎo)軌上.當(dāng)金屬棒中的電流為5A時(shí)，金屬棒做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；當(dāng)金屬棒中的電流增大到8A時(shí)，金屬棒能獲得2m/s2的加速度.求該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小.解析：對(duì)金屬棒進(jìn)行受力分析，利用牛頓其次定律可得BI1L－F阻＝0，BI2L－F阻＝ma，聯(lián)立以上二式解得B＝eq\f(ma,（I2－I1）L)＝eq\f(3.6×2,（8－5）×2)T＝1.2T.答案：1.2T12.如圖所示，兩根平行、光滑的斜金屬導(dǎo)軌相距L＝0.1m，與水平面間的夾角為θ＝37°，有一根質(zhì)量為m＝0.01kg的金屬桿ab垂直導(dǎo)軌搭在導(dǎo)軌上，勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝0.2T，當(dāng)桿中通以從b到a的電流時(shí)，桿可靜止在導(dǎo)軌上，g取10m/s2（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）.（1）求此時(shí)通過(guò)ab桿的電流；（2）若保持其他條件不變，只是突然把磁場(chǎng)方向改為豎直向上，求此時(shí)桿的加速度.解析：（1）桿靜止在導(dǎo)軌上，受力平衡，桿受到重力、導(dǎo)軌的支持力以及安培力，依據(jù)平衡條件得BIL＝mgsinθ，解得I＝eq\f(mgsinθ,BL)＝eq\f(0.01×10×0.6,0.2×0.1)A＝3A.（2）若把磁場(chǎng)方向改為豎直向上，對(duì)桿受力分析，依據(jù)牛頓其次定律得F合＝mgsinθ－BILcosθ＝mgsinθ