【優(yōu)化方案】2013-2014學(xué)年高二物理（RJ.選修3-1）：第三章第四節(jié)知能演練輕松闖關(guān)

1、.1以下四圖中的通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力分析正確的選項(xiàng)是解析：選C.注意安培定那么與左手定那么的區(qū)別，判斷通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受力用左手定那么2在如下圖的電路中，電池均一樣，當(dāng)開關(guān)S分別置于a、b兩處時(shí)，導(dǎo)線MM與NN之間的安培力的大小分別為Fa、Fb，可判斷兩段導(dǎo)線A互相吸引，F(xiàn)a>FbB互相排斥，F(xiàn)a>FbC互相吸引，F(xiàn)a<Fb D互相排斥，F(xiàn)a<Fb解析：選D.無(wú)論開關(guān)置于a還是置于b，兩導(dǎo)線中通過(guò)的都是反向電流，互相間作用力為斥力，A、C錯(cuò)誤開關(guān)置于位置b時(shí)電路中電流較大，導(dǎo)線間互相作用力也較大，B錯(cuò)誤D正確應(yīng)選D.3. 2019·河北唐山一中高二月考由導(dǎo)線

2、組成的直角三角形框架放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中如下圖，假設(shè)導(dǎo)線框中通以如圖方向的電流時(shí)，導(dǎo)線框?qū)沿與ab邊垂直的方向加速運(yùn)動(dòng)B仍然靜止C以c為軸轉(zhuǎn)動(dòng)D以b為軸轉(zhuǎn)動(dòng)解析：選B.ab和bc兩段電流的等效長(zhǎng)度等于ac，方向由a到c的一段電流，由左手定那么以及安培力公式可知ab和bc兩段電流所受安培力的合力方向和ac受到的安培力方向相反，大小相等，線框整體合力為0，仍然靜止，應(yīng)選B.4.如下圖，條形磁鐵放在程度桌面上，在其正中央的上方固定一根長(zhǎng)直導(dǎo)線，導(dǎo)線與磁鐵垂直，給導(dǎo)線通以垂直紙面向里的電流，用FN表示磁鐵對(duì)桌面的壓力，用Ff表示桌面對(duì)磁鐵的摩擦力，導(dǎo)線中通電后與通電前相比較AFN減小，F(xiàn)f0 BFN減小，

3、Ff0CFN增大，F(xiàn)f0 DFN增大，F(xiàn)f0解析：選C.如題圖所示，電流I處的磁場(chǎng)方向程度向左，由左手定那么知電流I受安培力方向豎直向上根據(jù)牛頓第三定律知，電流對(duì)磁鐵的作用力方向豎直向下，所以磁鐵對(duì)桌面的壓力增大由于磁鐵沒(méi)有相對(duì)于桌面的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，故桌面對(duì)磁鐵無(wú)摩擦力作用應(yīng)選C.5. 2019·南京外國(guó)語(yǔ)學(xué)校高二檢測(cè)如下圖，一根長(zhǎng)L0.2 m的金屬棒放在傾角37°的光滑斜面上，并通過(guò)I5 A的電流，方向如下圖，整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.6 T 豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬棒恰能靜止在斜面上，那么該棒的重力為多少？sin 37°0.6解析：從側(cè)面對(duì)棒受力分析如圖，安培

4、力的方向由左手定那么判出為程度向右，F(xiàn)ILB5×0.2×0.6 N0.6 N.由平衡條件得重力mg0.8 N.答案：0.8 N一、選擇題1一根容易形變的彈性導(dǎo)線，兩端固定導(dǎo)線中通有電流，方向如圖中箭頭所示當(dāng)沒(méi)有磁場(chǎng)時(shí)，導(dǎo)線呈直線狀態(tài)；當(dāng)分別加上方向豎直向上、程度向右或垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，描繪導(dǎo)線狀態(tài)的四個(gè)圖中正確的選項(xiàng)是解析：選D.A圖中導(dǎo)線不受力，故它不會(huì)彎曲，A錯(cuò)誤B圖中導(dǎo)線受到垂直紙面向里的安培力，它不會(huì)向右彎曲，B錯(cuò)誤C圖中導(dǎo)線受到程度向右的安培力，導(dǎo)線不會(huì)向左彎曲，C錯(cuò)誤D圖中導(dǎo)線受到程度向右的安培力，故它向右彎曲，D正確應(yīng)選D.2.如下圖，長(zhǎng)為2l的直導(dǎo)

5、線折成邊長(zhǎng)相等，夾角為60°的V形，并置于與其所在平面相垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.當(dāng)在該導(dǎo)線中通以電流強(qiáng)度為I的電流時(shí)，該V形通電導(dǎo)線受到的安培力大小為A0B0.5BIlCBIl D2BIl解析：選C.V形通電導(dǎo)線的等效長(zhǎng)度為圖中虛線部分，所以FBIl，應(yīng)選C.3.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)線垂直穿過(guò)紙面，導(dǎo)線中通有大小相等的恒定電流，方向如下圖過(guò)c點(diǎn)的導(dǎo)線所受安培力的方向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，指向右邊解析：選C.根據(jù)直線電流互相作用的規(guī)律可知a與c互相吸引，b與c也互相吸引，所以導(dǎo)線

6、c所受的合力方向一定指向左邊且與ab邊垂直，應(yīng)選C.4. 2019·清華附中高二檢測(cè)如下圖，abcd為閉合四邊形線框，a、b、c三點(diǎn)的坐標(biāo)分別為0，L,0，L，L,0，L,0,0，整個(gè)空間中有沿y軸正方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，線框中通有方向如下圖的電流I.關(guān)于線框各條邊所受安培力的大小，以下表達(dá)中正確的選項(xiàng)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：選B.根據(jù)安培力的計(jì)算公式可得，ab邊所受安培力的大小為FabBIlab，bc邊平行于磁場(chǎng)方向，受力為零，ad邊所受安培力的大小為FadBIlOd，cd邊所受安培力的

7、大小為FcdBIlcd，應(yīng)選B.5. 2019·長(zhǎng)沙市第一中學(xué)階段性考試如下圖，放在臺(tái)秤上的條形磁鐵兩極未知，為了探明磁鐵的極性，在它中央的正上方固定一導(dǎo)線，導(dǎo)線與磁鐵垂直，給導(dǎo)線通以垂直紙面向外的電流，那么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)都不可能變化D以上說(shuō)法都不正確解析：選A.假如臺(tái)秤的示數(shù)增大，說(shuō)明導(dǎo)線對(duì)磁鐵的作用力豎直向下，由牛頓第三定律知，磁鐵對(duì)導(dǎo)線的作用力豎直向上，根據(jù)左手定那么可判斷，導(dǎo)線所在處磁場(chǎng)方向程度向右，由磁鐵周圍磁場(chǎng)分布規(guī)律可知，磁鐵的左端為N極，應(yīng)選A.6.一個(gè)可以自由運(yùn)動(dòng)的線圈L1和一個(gè)固

8、定的線圈L2互相絕緣垂直放置，且兩個(gè)線圈的圓心重合，當(dāng)兩線圈通以如下圖的電流時(shí)，從左向右看，線圈L1將A不動(dòng)B順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)C逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)D向紙面內(nèi)平動(dòng)解析：選B.法一：等效分析法把線圈L1等效為小磁針，該小磁針剛好處于環(huán)形電流L2的中心，通電后，小磁針的N極應(yīng)指向該環(huán)形電流L2的磁場(chǎng)方向，由安培定那么知L2產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向在其中心豎直向上，而L1等效成小磁針，轉(zhuǎn)動(dòng)前N極應(yīng)指向紙里，因此應(yīng)由向紙里轉(zhuǎn)為向上，所以從左向右看，線圈L1順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)應(yīng)選B.法二：利用結(jié)論法環(huán)形電流L1、L2之間不平行，那么必有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，直到兩環(huán)形電流同向平行為止，據(jù)此可得L1的轉(zhuǎn)動(dòng)方向應(yīng)是：從左向右看線圈L1順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)應(yīng)選B.

9、7. 2019·高考天津卷如下圖，金屬棒MN兩端由等長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)線程度懸掛，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.假如僅改變以下某一個(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.棒中電流變大，金屬棒所受安培力變大，角變大，A正確；兩懸線等長(zhǎng)變短，角不變，B錯(cuò)誤；金屬棒質(zhì)量變大，角變小，C錯(cuò)誤；磁感應(yīng)強(qiáng)度變大，金屬棒所受安培力變大，角變大，D錯(cuò)誤應(yīng)選A.8.如下圖，用兩根輕細(xì)金屬絲將質(zhì)量為m、長(zhǎng)為l的金屬棒ab懸掛在c、d兩處，置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)當(dāng)棒中通以從a到

10、b的電流I后，兩懸線偏離豎直方向角而處于平衡狀態(tài)為了使棒平衡在該位置上，所需的磁場(chǎng)的最小磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小、方向?yàn)锳.tan ，豎直向上 B.tan ，豎直向下C.sin ，平行懸線向下 D.sin ，平行懸線向上解析：選D.要求所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，應(yīng)使棒平衡時(shí)所受的安培力有最小值由于棒的重力恒定，懸線拉力的方向不變，由畫出的力的三角形可知，安培力的最小值為Fminmgsin ，即IlBminmgsin ，得Bminsin ，方向應(yīng)平行于懸線向上應(yīng)選D.9.如下圖的天平可用來(lái)測(cè)量磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度天平的右臂下面掛一個(gè)矩形線圈，寬為L(zhǎng)，共N匝，線圈的下部懸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于紙面當(dāng)線圈

11、中通有電流I方向如下圖時(shí)，在天平兩邊加上質(zhì)量分別為m1、m2的砝碼時(shí)，天平平衡；當(dāng)電流反向大小不變時(shí)，右邊再加上質(zhì)量為m的砝碼后，天平又重新平衡由此可知A磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里，大小為B磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里，大小為C磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向外，大小為D磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向外，大小為解析：選B.由題目所給條件，先判斷出磁場(chǎng)的方向再根據(jù)天平的工作原理列出對(duì)應(yīng)關(guān)系式因?yàn)殡娏鞣聪驎r(shí)，右邊再加砝碼才能重新平衡，所以此時(shí)安培力豎直向下，由左手定那么判斷磁場(chǎng)向里電流反向前，有m1gm2gm3gNBIL，其中m3為線圈質(zhì)量電流反向后，有m1gm2gm3gmgNBIL.兩式聯(lián)立可得B.應(yīng)選B.二、

12、非選擇題10.如下圖，PQ和MN為程度、平行放置的金屬導(dǎo)軌，相距1 m，導(dǎo)體棒ab跨放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒的質(zhì)量m0.2 kg，導(dǎo)體棒的中點(diǎn)用細(xì)繩經(jīng)滑輪與物體相連，物體質(zhì)量M0.3 kg，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5.勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2 T，方向豎直向下，為了使物體勻速上升，應(yīng)在導(dǎo)體棒中通入多大的電流？方向如何？解析：為了使物體勻速上升，導(dǎo)體棒所受安培力方向應(yīng)向左，由左手定那么可知，導(dǎo)體棒中的電流方向應(yīng)為ab.由平衡條件得：BILMgmg解得：I2 A.答案：2 A方向ab11.如下圖，在傾角為37°的光滑斜面上有一根長(zhǎng)為0.4 m質(zhì)量為6×102 kg的通電直導(dǎo)線，

13、電流I1 A，方向垂直紙面向外，導(dǎo)線用平行于斜面的輕繩拴住不動(dòng)，整個(gè)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(chǎng)中，設(shè)t0，B0，那么需要多長(zhǎng)時(shí)間斜面對(duì)導(dǎo)線的支持力為零？g取10 m/s2解析：支持力為0時(shí)導(dǎo)線的受力如下圖，由平衡條件得：F安 N0.8 N由F安BIL得B T2 T由B0.4t得t s5 s.答案：5 s12.如下圖為某種電流表的原理示意圖質(zhì)量為m的均質(zhì)細(xì)金屬棒MN的中點(diǎn)處通過(guò)一絕緣掛鉤與一豎直懸掛的彈簧相連，彈簧的勁度系數(shù)為k.在矩形區(qū)域abcd內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向外與MN的右端N連接的一絕緣輕指針可指示標(biāo)尺上的讀數(shù)，MN的長(zhǎng)度大于ab.當(dāng)MN中沒(méi)有電流通過(guò)且處于平衡狀態(tài)時(shí)，MN與矩形區(qū)域的cd邊重合；當(dāng)MN中有電流通過(guò)時(shí)，指針示數(shù)可表示電流大小1當(dāng)電流表示數(shù)為零時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)多少？重力加速度為g2假設(shè)要使電流表正常工作，MN的哪一端應(yīng)與電源正極相接？3假設(shè)k2.0 N/m，ab0.20 m，bc0.05 m，B0.20 T，此電流表的量程是多少？不計(jì)通電時(shí)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的影響4