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文檔簡介

第一章1.安培力123456789101112A級必備知識基礎(chǔ)練1.一根容易形變的彈性導線,兩端固定。導線中通有電流,方向如圖中箭頭所示。當沒有磁場時,導線呈直線狀態(tài);當分別加上方向豎直向上、水平向右或垂直紙面向外的勻強磁場時,下列描述導線狀態(tài)的四幅圖正確的是(

)D解析

根據(jù)左手定則可判斷出A選項中導線所受安培力為零,B選項中導線所受安培力垂直紙面向里,C、D選項中導線所受安培力向右,由導線受力以后的彎曲方向與受力方向的關(guān)系可知,D正確。1234567891011122.關(guān)于通電導線所受安培力F的方向、磁場B的方向和電流I的方向之間的關(guān)系,下列說法正確的是(

)A.F、B、I三者必須保持相互垂直B.F必須垂直B、I,但B、I可以不相互垂直C.B必須垂直F、I,但F、I可以不相互垂直D.I必須垂直F、B,但F、B可以不相互垂直B解析

安培力F總是與磁場B和電流I所決定的平面垂直,但磁場B與電流I(導線)可以垂直,也可以不垂直,故A、C、D錯誤,B正確。1234567891011123.在赤道上空水平放置一根通以由西向東的電流的直導線,則此導線(

)A.受到豎直向上的安培力 B.受到豎直向下的安培力C.受到由南向北的安培力 D.受到由西向東的安培力A解析

赤道上空的地磁場方向是由南向北的,電流方向由西向東,畫出此處磁場和電流的方向圖如圖所示,由左手定則可判斷出導線受到的安培力的方向是豎直向上的,選項A正確。1234567891011124.(2022浙江卷)利用如圖所示裝置探究勻強磁場中影響通電導線受力的因素,導線垂直勻強磁場方向放置。先保持導線通電部分的長度L不變,改變電流I的大小,然后保持電流I不變,改變導線通電部分的長度L,得到導線受到的力F分別與I和L的關(guān)系圖像,則下列圖像正確的是(

)B解析

根據(jù)F=BIL可知先保持導線通電部分的長度L不變,改變電流I的大小,則F-I圖像是過原點的直線。同理保持電流I不變,改變通電部分的長度L,則F-L圖像是過原點的直線。故選B。1234567891011121234567891011125.(多選)如圖所示,有兩根用超導材料制成的長直平行細導線a、b,分別通以80A和100A流向相同的電流,兩導線構(gòu)成的平面內(nèi)有一點P,到兩導線的距離相等。下列說法正確的是(

)A.兩導線受到的安培力的關(guān)系為Fb=1.25FaB.導線所受的安培力可以用F=ILB計算C.移走導線b前后,P點的磁場方向改變D.在離兩導線所在的平面有一定距離的有限空間內(nèi),不存在磁感應(yīng)強度為零的位置BCD解析

兩導線受到的安培力是相互作用力,大小相等,故A錯誤;導線所受的安培力可以用F=ILB計算,因為磁場與導線垂直,故B正確;移走導線b前,導線b的電流較大,則P點磁場方向與導線b產(chǎn)生的磁場方向相同(向里),移走導線b后,P點磁場方向與導線a產(chǎn)生的磁場方向相同(向外),故C正確;在離兩導線所在的平面有一定距離的有限空間內(nèi),兩導線在任意點產(chǎn)生的磁場均不在同一條直線上,故不存在磁感應(yīng)強度為零的位置,故D正確。1234567891011121234567891011126.(多選)如圖所示,長度L=10cm的一段直導線ab,與磁場方向垂直放置在磁感應(yīng)強度B=3×10-2T的勻強磁場中。若在導線中通以I=10A的電流,方向從b流向a,導線繞固定點O轉(zhuǎn)動,已知lOa=3lOb,由圖中位置在紙面內(nèi)轉(zhuǎn)動,則(

)A.圖示位置時,安培力大小為3×10-2NB.由圖示位置順時針轉(zhuǎn)過60°時,安培力大小為1.5×10-2NC.由圖示位置順時針轉(zhuǎn)過90°時,安培力大小為0D.由圖示位置向紙面外轉(zhuǎn)過90°時,安培力大小為0ABC解析

圖示位置時,F安=BIL=3×10-2

N,A正確;由圖示位置順時針轉(zhuǎn)過60°時,F安=BILsin

30°=1.5×10-2

N,B正確;由圖示位置順時針轉(zhuǎn)過90°時,B∥I,F安=0,C正確;由圖示位置向紙面外轉(zhuǎn)過90°時,B⊥I,F安=BIL=3×10-2

N,D錯誤。1234567891011121234567891011127.(2023福建南平高二期末)用兩根等長的絕緣細線懸吊一水平通電直導線MN,電流方向如圖所示,已知導線的質(zhì)量m=1kg,長L=0.5m,電流I=2A,當在導線所在的空間中加一垂直紙面向里的勻強磁場且磁感應(yīng)強度B=2T時,導線處于靜止狀態(tài)。重力加速度g取10m/s2。(1)求單根細線上拉力F的大小。(2)若將磁場改為垂直紙面向外、磁感應(yīng)強度為B'的勻強磁場,導線仍處于靜止狀態(tài),且單根細線上的拉力大小變?yōu)樵瓉淼?倍,求磁感應(yīng)強度B'。123456789101112答案

(1)4N

(2)6T解析

(1)根據(jù)左手定則可知,通電直導線所受安培力豎直向上,根據(jù)平衡條件可得2F+BIL=mg代入數(shù)據(jù)解得F=4

N。(2)若將磁場改為垂直紙面向外、磁感應(yīng)強度為B'的勻強磁場,由左手定則可知通電直導線所受安培力豎直向下,根據(jù)平衡條件可得mg+B'IL=2F'由題意可知F'=8

N代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得B'=6

T。123456789101112B級關(guān)鍵能力提升練8.(2023河南高二期末)如圖所示,兩根長直導線a、b相互平行放在絕緣水平面上,金屬圓環(huán)固定在兩直導線間的水平面上,圓環(huán)的圓心O在兩直導線間的中線上,圓環(huán)和兩直導線中均通有恒定電流,方向如圖所示,a、b中電流大小相等,兩導線處于靜止狀態(tài)。若導線a受到桌面的摩擦力大小為f1,導線b受到桌面的摩擦力大小為f2,則下列判斷正確的是(

)A.f1的方向水平向左,f2的方向水平向右B.f1的方向水平向右,f2的方向水平向左C.f1大于f2D.f1和f2大小相等C解析

根據(jù)右手螺旋定則可知,圓環(huán)在導線a處產(chǎn)生垂直紙面向外的磁場,導線b在導線a處也產(chǎn)生垂直紙面向外的磁場,對導線a,根據(jù)左手定則可知,其受到的安培力水平向右,所以摩擦力應(yīng)水平向左,根據(jù)平衡條件有f1=(B環(huán)+Bb)IL;同理,圓環(huán)在導線b處產(chǎn)生垂直紙面向外的磁場,導線a在導線b處產(chǎn)生垂直紙面向里的磁場,其合磁場的方向可能垂直紙面向外,也可能垂直紙面向里,對導線b,其受到的安培力可能水平向左,也可能水平向右,所以摩擦力可能水平向右,也可能水平向左,根據(jù)平衡條件有f2=|B環(huán)'-Ba|IL,則f1>f2,故選C。1234567891011121234567891011129.(2023上海浦東高二期末)如圖所示,用絕緣細線懸掛一個導線框,導線框是由兩同心半圓弧導線和在同一條水平直線上的直導線

EF、GH

連接而成的閉合回路,導線框中通有圖示方向的電流,處于靜止狀態(tài)。在半圓弧導線的圓心處沿垂直于導線框平面的方向放置一根長直導線O。當O中通以垂直紙面方向向里的電流時(

)A.導線框保持靜止狀態(tài)B.若沿著電流方向看,長直導線O產(chǎn)生的磁場方向為逆時針方向C.半圓弧導線ECH受到的安培力大于半圓弧導線FDG受到的安培力D.從上往下看,導線框?qū)㈨槙r針轉(zhuǎn)動D解析

當直導線O中通以垂直紙面方向向里的電流時,由安培定則可判斷出長直導線O產(chǎn)生的磁場方向沿著電流方向看為順時針方向,故B錯誤;磁感線是以O(shè)為圓心的同心圓,半圓弧導線與磁感線平行不受安培力,故C錯誤;由左手定則可判斷出直導線EF所受的安培力方向垂直紙面向里,直導線GH所受的安培力方向垂直紙面向外,從上往下看,導線框?qū)㈨槙r針轉(zhuǎn)動,故A錯誤,D正確。12345678910111212345678910111210.(2023山西忻州高二期末)如圖所示,兩根通電長直導線a、b平行放置,a、b中的電流分別為I和2I,此時a受到的安培力大小為F,當在a、b的正中間再放置一根與a、b平行共面的通電長直導線c后,a受到的安培力大小變?yōu)?F,則此時b受到的安培力大小可能為(

)A.F

B.3FC.4F

D.6FB解析

沒有放c之前,a、b之間的作用力大小為F,由于兩導線的電流方向相同,所以兩導線間為引力。放c之后,a受到的合安培力為2F,則c對a的作用力可能向右,大小為F;也可能向左,大小為3F。由于b的電流是a的2倍,所以c對b的作用力可能向左,大小為2F;也可能向右,大小為6F,所以b受到的合安培力向左、大小為3F或者向右、大小為5F。故選B。12345678910111212345678910111211.(多選)(2023重慶南坪中學高二期末)常導磁吸式磁懸浮列車是利用裝在車輛兩側(cè)轉(zhuǎn)向架上的常導電磁線圈和鋪設(shè)在線路導軌上的磁鐵,在兩者的相互作用下產(chǎn)生的吸引力使車輛浮起,軌道磁鐵受列車速度影響,速度大磁性強,軌道磁鐵外部磁感應(yīng)強度隨距離增大而減小。列車運行時,通過精確控制車身線圈中的電流I磁,形成穩(wěn)定的吸引力,使車體與軌道之間始終保持10mm的懸浮氣隙,如圖所示。下列說法正確的是(

)A.車身懸浮時受到的豎直方向的安培力大小等于重力大小B.當懸浮間隙小于10mm時,應(yīng)增大電流I磁C.列車滿載時懸浮較空載時所需的電流I磁小D.列車高速時更難懸浮AB123456789101112解析

根據(jù)平衡條件可知車身懸浮時受到的安培力大小等于重力大小,A正確;當懸浮間隙小于10

mm時,應(yīng)增大電流I磁,從而增大向上的安培力,保持10

mm的懸浮間隙,B正確;列車滿載時會使車重增加,要增大安培力穩(wěn)定懸浮,根據(jù)F=BIL可知應(yīng)增大電流,列車滿載時I磁較大,C錯誤;軌道磁鐵受列車速度影響,速度大,磁性強,根據(jù)F=BIL,列車高速時磁感應(yīng)強度更大,安培力增大,更容易懸浮,D錯誤。12345678910111212.如圖所示,兩平行導軌所在的平面與水平面夾角θ=37°,導軌的一端接有電動勢E=3V、內(nèi)阻r=0.5Ω的直流電源,兩導軌間的距離L=0.4m,在導軌所在空間內(nèi)分布著磁感應(yīng)強度B=0.5T、方向垂直于導軌所在平面向上的勻強磁場?,F(xiàn)把一個質(zhì)量m=0.08kg的導體棒ab放在金屬導軌上,導體棒始終與金屬導軌垂直且接觸良好,導體棒的電阻R=1.0Ω,導體棒恰好剛要滑動,金屬導軌電阻不計,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:(1)導體棒受到的安培力;(2)導體棒與導軌間的動摩擦因數(shù)μ。答案

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