【驕子之路】高中物理 第3章 第4節(jié) 通電導(dǎo)線在磁場中受到的力課后強化演練（含解析）新人教版選修3-1

PAGEPAGE4第三章第4節(jié)通電導(dǎo)線在磁場中受到的力課后強化演練一、選擇題1．(2023·江蘇鹽城中學(xué)期中)在赤道上，地磁場可以看作是沿南北方向并且與地面平行的勻強磁場，磁感應(yīng)強度是5×10－5T．如果赤道上有一條沿東西方向的直導(dǎo)線，長40m，載有20A的電流，地磁場對這根導(dǎo)線的作用力大小是()A．4×10－2N B．2.5×10－2NC．9×10－2N D．4×10－3N解析：根據(jù)安培力公式得F＝BIL，代入數(shù)據(jù)解得F＝4×10－2N，A選項正確．答案：A2．一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．當沒有磁場時，導(dǎo)線呈直線狀態(tài)；當分別加上方向豎直向上、水平向右或垂直于紙面向外的勻強磁場時，描述導(dǎo)線狀態(tài)的四個圖中正確的選項是()解析：A圖中導(dǎo)線中電流方向與磁場方向平行，不受力，故它不會彎曲，A錯．B圖中導(dǎo)線受到垂直紙面向里的安培力，它不會向右彎曲，B錯．C、D中導(dǎo)線受到水平向右的安培力，導(dǎo)線不會向左彎曲，C錯，D對．答案：D3．(2023·汕頭模擬)如圖，是磁電式電流表的構(gòu)造，蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻地輻向分布，線圈中a、b兩條導(dǎo)線長均為l，通以圖示方向的電流I，兩條導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強度大小均為B．那么()A．該磁場是勻強磁場 B．線圈平面總與磁場方向垂直C．線圈將逆時針方向轉(zhuǎn)動 D．a(chǎn)、b導(dǎo)線受到的安培力大小總為IlB解析：該磁場是輻向均勻分布的，不是勻強磁場，A選項錯誤；線圈平面總與磁場方向平行，B選項錯誤；根據(jù)左手定那么可知，線圈a導(dǎo)線受到向上的安培力，b導(dǎo)線受到向下的安培力，線圈順時針方向轉(zhuǎn)動，C選項錯誤；a、b導(dǎo)線始終與磁場垂直，受到安培力大小總為BIl，D選項正確．答案：D4．如下圖，均勻繞制的螺線管水平放置，在其正中心的上方附近用絕緣繩水平吊起通電直導(dǎo)線A，A與螺線管垂直，A導(dǎo)線中的電流方向垂直紙面向里，開關(guān)S閉合，A受到通電螺線管磁場的作用力的方向是()A．水平向左 B．水平向右C．豎直向下 D．豎直向上解析：先用安培定那么判斷螺線管的磁場方向，在A點導(dǎo)線處的磁場方向是水平向左的；再用左手定那么判斷出導(dǎo)線A受到的安培力豎直向上．應(yīng)選D．答案：D5．(2023·龍巖市武平一中模擬)根據(jù)磁場對電流會產(chǎn)生作用力的原理，人們研制出一種新型的發(fā)射炮彈的裝置——電磁炮，其原理如下圖：把待發(fā)炮彈(導(dǎo)體)放置在強磁場中的兩平行導(dǎo)軌上，給導(dǎo)軌通以大電流，使炮彈作為一個通電導(dǎo)體在磁場作用下沿導(dǎo)軌加速運動，并以某一速度發(fā)射出去．現(xiàn)要提高電磁炮的發(fā)射速度，你認為以下方案在理論上可行的是()A．增大磁感應(yīng)強度B的值B．增大電流I的值C．減小磁感應(yīng)強度B的值D．改變磁感應(yīng)強度B的方向，使之與炮彈前進方向平行解析：要提高電磁炮的發(fā)射速度，在加速距離不變的情況下，需要增大安培力，根據(jù)安培力公式F＝BIL，可以增加磁感應(yīng)強度B、增加電流I，故A、B選項正確，C選項錯誤；磁感應(yīng)強度B的方向與炮彈前進方向平行時，安培力減小為零，D選項錯誤．答案：AB6．(2023·湖北模擬)如下圖，兩平行導(dǎo)軌ab、cd豎直放置在勻強磁場中，勻強磁場方向豎直向上，將一根金屬棒PQ放在導(dǎo)軌上使其水平且始終與導(dǎo)軌保持良好接觸．現(xiàn)在金屬棒PQ中通以變化的電流I，同時釋放金屬棒PQ使其運動．已知電流I隨時間變化的關(guān)系為I＝kt(k為常數(shù)，k＞0)，金屬棒與導(dǎo)軌間存在摩擦．那么下面關(guān)于棒的速度v、加速度a隨時間變化的關(guān)系圖象中，可能正確的有()解析：水平方向金屬棒受到安培力和導(dǎo)軌對棒的彈力，F(xiàn)N＝BIL＝kBLt，豎直方向上金屬棒受到重力和摩擦力作用，mg－FN·μ＝ma，聯(lián)立解得，mg－kBLt·μ＝ma，加速度隨時間減小，呈線性變化，當加速度等于零以后，方向反向，kBLt·μ－mg＝ma，加速度隨時間增大，A選項正確，B選項錯誤；金屬棒先做加速度減小的加速運動，后做加速度增大的減速運動，C選項錯誤，D選項正確．答案：AD二、非選擇題7．如下圖，一根長度為L、質(zhì)量為m的導(dǎo)線AB，用軟導(dǎo)線懸掛在方向水平的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，現(xiàn)要使懸線張力為零，那么AB導(dǎo)線通電方向怎樣？電流大小是多少？解析：要使懸線張力為零，AB導(dǎo)線受到的磁場力必須是向上，由左手定那么可判斷出電流方向是由A到B，設(shè)懸線張力剛好為零，由二力平衡得ILB＝mg，所以I＝mg/LB．答案：電流方向是由A到BI＝mg/LB8．如下圖，MN、PQ為水平放置的金屬導(dǎo)軌，直導(dǎo)線ab與導(dǎo)軌垂直放置，導(dǎo)軌間距L＝10cm，其電阻為0.4Ω，導(dǎo)軌所在區(qū)域處在勻強磁場中，磁場方向豎直向下，磁感應(yīng)強度B＝0.2T．電池電動勢E＝1.5V，內(nèi)電阻r＝0.18Ω，電阻R＝1.6Ω，開關(guān)S接通后直導(dǎo)線ab仍靜止不動．求直導(dǎo)線ab所受的摩擦力的大小和方向．解析：導(dǎo)線處于平衡狀態(tài)，受力分析如下圖．當開關(guān)閉合時，電阻R與導(dǎo)線ab并聯(lián)．R并＝eq\f(R·Rab,R＋Rab)＝eq\f(1.6×0.4,1.6＋0.4)Ω＝0.32Ωab兩端的電壓為U＝IR并＝eq\f(E,R并＋r)R并＝eq\f(1.5,0.32＋0.18)×0.32V＝0.96V通過ab的電流為Iab＝U/