2018年高中物理 第6章 磁场对电流和运动电荷的作用 第1节 探究磁场对电流的作用随堂演练巩固提升 鲁科版选修3-1

1、第1节 探究磁场对电流的作用随堂检测1在赤道上空，水平放置一根通以由西向东的电流的直导线，则此导线()A受到竖直向上的安培力B受到竖直向下的安培力C受到由南向北的安培力D受到由西向东的安培力解析：选A.赤道上空地磁场方向水平向北，由左手定则可确定该导线受到安培力方向竖直向上，A正确2(2018太原五中阶段性检测)下图中分别标明了通电直导线中电流 I、 匀强磁场的磁感应强度 B 和电流所受安培力 F的方向，其中正确的是()解析：选A.伸开左手，四指指向电流方向，让磁感线垂直穿过手心，拇指指向为安培力方向，故A中的安培力方向竖直向上，B中的安培力为零，C中安培力方向竖直向下，D中安培力方向垂直纸面向外，故A正确3(多选)一根长为0.2 m、电流为2 A的通电导线，放在磁感应强度为0.5 T的匀强磁场中，受到磁场力的大小可能是()A0.4 NB0.2 NC0.1 N D0 N解析：选BCD.据安培力的定义，当磁感应强度B与通电电流I方向垂直时，磁场力有最大值为FmaxBIL0.520.2 N0.2 N；当两者方向平行时，磁场力有最小值为0；随着二者方向夹角的不同，磁场力大小可能在0.2 N与

2、0之间取值，故B、C、D正确4(2018河北石家庄辛集中学检测)如图所示，A为一水平旋转的橡胶盘，带有大量均匀分布的负电荷，在圆盘正上方水平放置一通电直导线，当圆盘高速绕中心轴OO转动时(电流方向和转动方向如图所示)通电直导线所受磁场力的方向是()A竖直向上 B竖直向下C水平向里 D水平向外解析：选C.带电圆盘如题图所示转动时，形成逆时针方向的电流，根据右手螺旋定则可知，在圆盘上方形成的磁场方向竖直向上，根据左手定则，伸开左手，让四指指向和电流方向一致，磁感线穿过手心，则大拇指指向纸面内侧，因此安培力的方向水平向里，故A、B、D错误，C正确5如图所示，在与水平方向夹角为60的光滑金属导轨间有一电源，在相距1 m的平行导轨上放一质量为m0.3 kg的金属棒ab，通以从ba、I3 A的电流，磁场方向竖直向上，这时金属棒恰好静止求：(g10 m/s2)(1)匀强磁场磁感应强度的大小；(2)ab棒对导轨的压力大小解析：(1)金属棒ab中电流方向由ba，它所受安培力方向水平向右，它还受竖直向下的重力，垂直斜面向上的支持力，三力合力为零，如图所示沿斜面方向有mgsin 60BILcos 60得B

3、T1.73 T.(2)对导轨的压力为FNFN N6 N.答案：(1)1.73 T(2)6 N课时作业一、单项选择题1关于磁场对通电直导线的作用力(安培力)，下列说法不正确的是()A通电直导线在磁场中一定受到安培力的作用B通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟磁场的方向垂直C通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟电流的方向垂直D通电直导线在磁场中所受安培力的方向垂直于由B和I所确定的平面解析：选A.当电流方向与磁场方向平行时，通电直导线不受安培力作用，故A错误；据左手定则，判定安培力方向总垂直于电流方向和磁场方向所确定的平面，故B、C、D均正确2有一段直导线长1 cm，通过5 A电流，把它置于磁场中某点时，受到的磁场力为0.1 N，则该点的磁感应强度B不可能为()A1 TB5 TC2 T D2.5 T解析：选A.因为安培力FIBlsin ，所以B，当90时，B2 T为最小磁场强度3如图所示，电磁炮是由电源、金属轨道、炮弹和电磁铁组成当电源接通后，磁场对流过炮弹的电流产生力的作用，使炮弹获得极大的发射速度下列各俯视图中正确表示磁场B方向的是()解析：选B.要使炮弹加速，安培力应向右，由

4、左手定则可知：磁场方向应垂直纸面向外4.如图所示，一根有质量的金属棒MN，两端用细软导线连接后悬于a、b两点，棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N，此时悬线上有拉力，为了使拉力等于零，可以()A适当减小磁感应强度B使磁场反向C适当增大电流D使电流反向解析：选C.为使悬线拉力为零，安培力的方向必须向上且增大才能与重力平衡，即合力为零，由左手定则可知，A、B、D错误，C正确5(2018湖北三市期末联考)长为4L的直导线等分成四等份，折成如图所示的图形，其中的V形导线夹角为60，整个图形置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，当在该导线中通以大小为I的电流时，该通电导线受到的安培力大小为()ABIL B2BILC3BIL D4BIL解析：选C.V形导线在磁场内有效长度为2Lsin 30L，故该V形通电导线受到安培力大小为FBI2Lsin 30BIL，该整个通电导线受到的安培力大小为3BIL，故选C.6(2018河北定州中学高二周练)通电导体棒水平放置在光滑绝缘斜面上，整个装置处在匀强磁场中，在以下四种情况中导体棒可能保持静止状态的是()解析

5、：选D.A图中导体棒受重力、竖直向下的安培力、垂直斜面斜向上的支持力，由共点力平衡可知，A错误；B图中导体棒受重力、水平向左的安培力、垂直斜面斜向上的支持力，由共点力平衡可知，B错误；C图中导体棒受重力、沿斜面向下的安培力、垂直斜面斜向上的支持力，由共点力平衡可知，C错误；D图中导体棒受重力、沿斜面向上的安培力、垂直斜面向上的支持力，由共点力平衡可知，D正确二、多项选择题7关于电流计以下说法正确的是()A指针稳定后，游丝形变产生的阻力与线圈受到的安培力方向是相反的B通电线圈中的电流越大，电流表指针偏转角度也越大C在线圈转动的范围内，各处的磁场都是匀强磁场D在线圈转动的范围内，线圈所受安培力大小与电流大小有关，而与所处位置无关解析：选ABD.游丝形变产生的阻力效果与安培力引起的动力效果平衡时，线圈停止转动，故从转动角度来看二力方向相反电流计内磁场是均匀辐射磁场，在线圈转动的范围内，不管线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行，线圈所在各处的磁场大小相等方向不同，所以安培力大小与电流大小有关而与所处位置无关，电流越大，安培力越大，指针转过的角度越大，正确的选项为A、B、D，而C错误8(20

6、18江苏泰州中学检测)如图所示，在“研究影响通电导体棒所受磁场力的因素”实验中，要使导体棒摆动的幅度增大，以下操作中可行的是()A增加磁铁的数量B增大导体棒中的电流强度C改变导体棒中的电流方向D将磁铁更换成磁性较强的解析：选ABD.增大安培力即可使导体棒摆动的幅度增大，根据安培力的公式FBIL可知，增加磁铁的数量，在磁场中有效长度增加，安培力增加；增大导体棒中的电流强度，安培力增大；改变导体棒中的电流方向，只会改变安培力的方向，不会改变安培力的大小；将磁铁更换成磁性较强的，磁感应强度增强，安培力增大，综上所述选项C不可行9通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，电流方向如图所示，ab边与MN平行关于MN的磁场对线框的作用，下列叙述正确的是()A线框有两条边所受的安培力方向相同B线框有两条边所受的安培力大小相同C线框所受安培力的合力方向向左D线框将绕MN转动解析：选BC.通电矩形导线框abcd在无限长通电直导线形成的磁场中，受到磁场力的作用，对于ad边和bc边，所在的磁场相同，但电流方向相反，所以ad边、bc边受磁场力(安培力)大小相同，方向相反，即ad边和bc边受合力

7、为零而对于ab和cd两条边，由于在磁场中，离长直导线的位置不同，ab边近而且由左手定则判断受力向左，cd边远而且由左手定则判断受力向右，所以ab边、cd边受合力方向向左，故B、C选项正确10. (2018甘肃兰州一中高二期末)如图所示，质量为m、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于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，悬线与竖直方向夹角为.则磁感应强度的方向和大小可能为()Az轴正方向，tan By轴正方向， Cz轴负方向，tan D沿悬线向上， sin 解析：选BC.对导线受力分析，画出平面图，其受到竖直向下的重力、沿悬线向上的拉力和安培力(未画出，需要根据磁感应强度的方向而定)，电流方向垂直于纸面向外当磁感应强度B沿z轴正方向时，根据左手定则可知安培力沿y轴负方向，由力的平衡条件可知，此时导线不可能保持静止状态，故A错误；当磁感应强度B沿y轴正方向时，根据左手定则可知安培力沿z轴正方向，由力的平衡条件可知，此时悬线的拉力T为零，导线受重力和安培力，由力的平衡条件可知，二力等大反向，有BILmg，磁感应强度B，故B正确；当磁感应强度B沿z轴负方向时，

8、根据左手定则可知安培力沿y轴正方向，由力的平衡条件可知，此时安培力BILmgtan ，磁感应强度B，故C正确；当磁感应强度B沿悬线向上时，根据左手定则可知安培力垂直于悬线向下，与y轴负方向夹角为，由力的平衡条件可知，此时导线不可能保持静止状态，故D错误三、非选择题11.质量为m的导体棒MN静止于宽度为L的水平导轨上，通过MN的电流为I，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与导轨平面成角斜向下，如图所示，求MN所受的支持力和摩擦力的大小解析：导体棒MN处于平衡状态，注意题中磁场方向与MN是垂直的，作出其侧视图，对MN进行受力分析，如图所示由平衡条件有：fFsin ，NFcos mg，其中FILB解得：NILBcos mg，fILBsin .答案：ILBcos mgILBsin 12. (2018河北邯郸第一中学期末)如图所示，在磁感应强度B1.0 T、方向竖直向下的匀强磁场中，有一个与水平面成37角的导电滑轨，滑轨上放置一个可自由移动的金属杆ab，已知接在滑轨中的电源电动势E12 V，内阻不计，ab杆长L0.5 m，质量m0.2 kg，杆与滑轨间的动摩擦因数0.1，滑轨与ab杆的电阻忽略不计，g取10 m/s2，sin 370.6，求：接在滑轨上的滑动变阻器R的阻值在什么范围内变化时，可使ab杆在滑轨上保持静止？(结果保留一位有效数字)解析：对金属杆受力分析，回路中的电流为：I金属杆受到的安培力为：FBIL当摩擦力沿斜面向上，电流强度最小，电阻最大，由共点力平衡得：mgsin 37fFcos 370mgcos 37Fsin 37FN0fFN联立解得：Rmax5 当摩擦力沿斜面向下，电流强度最大，电阻最小，由共点力平衡得：mgsin 37fFcos 370mgcos 37Fsin 37FN0fFN联立解得：Rmin3 故可变电阻在35 范围内答案：35

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