磁场第4课时通电导线在磁场中受到的力高中物理选修31同步练习检测题.docx
- 文档编号:27267068
- 上传时间:2023-06-28
- 格式:DOCX
- 页数:13
- 大小:414.92KB
磁场第4课时通电导线在磁场中受到的力高中物理选修31同步练习检测题.docx
《磁场第4课时通电导线在磁场中受到的力高中物理选修31同步练习检测题.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《磁场第4课时通电导线在磁场中受到的力高中物理选修31同步练习检测题.docx(13页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
磁场第4课时通电导线在磁场中受到的力高中物理选修31同步练习检测题
1.安培力的方向
①定义:
通电导线在磁场中受到的力称为安培力。
②判断安培力方向的方法是左手定则。
内容:
伸开左手,让拇指与其余四指垂直,并且都与手掌在一个平面内,让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流的方向,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。
③决定安培力方向的因素:
电流方向和磁感应强度方向。
④安培力的特点:
F⊥B,F⊥L,即F垂直于B和I决定的平面。
⑤平行通电直导线间的作用力:
电流方向相同,两导线相互吸引;电流方向相反,两导线相互排斥。
2.安培力的大小
①当通电导线垂直磁场方向放置时,所受安培力的大小为F=BIL。
②当磁感应强度B的方向与通电导线平行时,导线受力F=0。
③当磁感应强度B的方向与通电导线的方向成
角时,F=
,
为B与I之间的夹角。
3.磁电式电流表
①原理:
通电线圈在磁场中受到安培力而偏转,线圈偏转的角度越大,被测电流就越大。
根据线圈偏转方向可以知道被测电流方向。
②构造:
磁铁、线圈、螺旋弹簧(又叫游丝)、指针、极靴、圆柱形铁芯等。
③特点:
两极间的极靴和极靴中间的铁质圆柱,使极靴与圆柱间的磁场都沿半径方向,保持线圈转动时,安培力的大小不受磁场影响,电流所受安培力的方向总于线圈平面垂直。
使线圈平面都与磁场方向平行,使表盘刻度均匀。
④优点:
灵敏度高,可以测出微弱的电流;缺点:
线圈导线很细,允许通过的电流很弱。
关于通电直导线所受安培力F,磁感应强度B和电流I三者方向之间的关系,下列说法正确的是()
A.F、B、I的三者必定均相互垂直
B.F必定垂直于B、I,但B不一定垂直于I
C.B必定垂直于F、I,但F不一定垂直于I
D.I必定垂直于F、B,但F不一定垂直于B
F垂直于B和I决定的平面,B与I可以成任意角度。
答案:
B
解析:
根据左手定则,可知:
磁感线穿过掌心,安培力与磁感线垂直,且安培力与电流方向垂直,所以安培力垂直于感应线与电流构成的平面。
但磁感线不一定垂直于电流,故只有B正确,ACD均错误。
如图所示,直导线AB与圆线圈的平面垂直且隔有一小段距离,直导线固定,线圈可以自由运动,当它们同时通以如图箭头所示的电流时,从右向左看,线圈将()
A.顺时针转动,同时靠近直导线AB
B.顺时针转动,同时远离直导线AB
C.逆时针转动,同时靠近直导线AB
D.逆时针转动,同时远离直导线AB
如图所示的均匀磁场中,已经标出了电流I和磁场B以及磁场对电流作用力F三者其方向,其中错误的是()
本题考查安培力,磁感应强度,电流三者的方向关系,注意安培定则的应用。
答案:
C
解析:
根据左手定则可知:
ABD三图中电流、磁场、安培力方向均和左手定则中要求方向一致,故正确;C图中电流和磁场方向一致,不受安培力,故C错误。
本题选错误的,故选C。
关于磁电式电流表内的磁铁和铁芯之间的均匀辐向分布的磁场,下列说法中正确的是()
A.该磁场的磁感应强度大小处处相等,方向不同
B.该磁场的磁感应强度的方向处处相等,大小不同
C.使线圈平面始终与磁感线平行
D.线圈所处位置的磁感应强度大小都相等
质量为m=0.02kg的通电细杆ab置于倾角为θ=37°的平行放置的导轨上,导轨的宽度d=0.2m,杆ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.4,磁感应强度B=2T的匀强磁场与导轨平面垂直且方向向下,如图所示.现调节滑动变阻器的触头,试求出为使杆ab静止不动,通过ab杆的电流范围为多少?
当电流较大时,导体有向上的运动趋势,所受静摩擦力向下,当静摩擦力达到最大时,安培力最大,电流最大。
当电流最小时,有向上的最大静摩擦力,根据共点力平衡,结合安培力的大小公式,求出通过ab杆的电流范围。
解析:
当电流较大时,导体有向上的运动趋势,所受静摩擦力向下,当静摩擦力达到最大时,磁场力为最大值F1,此时通过ab的电流最大为Imax;同理,当电流最小时,应该是导体受向上的最大静摩擦力,此时的安培力为F2,电流为Imin。
正确地画出两种情况下的受力图如图所示,
F2=BImind,
解上述方程得:
Imin=0.14A。
则通过ab杆的电流范围为:
0.14A≤I≤0.46A。
1.在等边三角形的三个顶点a、b、c处,各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等的恒定电流,方向如图所示。
过c点的导线所受安培力的方向()
A.与ab边平行,竖直向上
B.与ab边平行,竖直向下
C.与ab边垂直,指向左边
D.与ab边垂直,指向右边
2.一通电直导线用细线悬挂于匀强磁场中,磁场及电流方向如图。
通电导线所受安培力的方向是()
A.水平向左B.水平向右
C.竖直向上D.竖直向下
3.如图所示的磁场中,有P、Q两点。
下列说法正确的是()
A.P点的磁感应强度小于Q点的磁感应强度
B.P、Q两点的磁感应强度大小与该点是否有通电导线无关
C.同一小段通电直导线在P、Q两点受到的安培力方向相同,都是P→Q
D.同一小段通电直导线在P点受到的安培力一定大于在Q点受到的安培力
4.在北半球地面上,有一条东西方向水平放置的长直导线,通有从东向西流动的电流,则此通电导线所受地磁场的作用力的方向应是()
A.向上偏北
B.向下偏南
C.向南
D.向北
5.如图所示,条形磁铁放在水平桌面上,其中央正上方固定一根直导线,导线与磁铁垂直,并通以垂直纸面向外的电流()
A.磁铁对桌面的压力减小、不受桌面摩擦力的作用
B.磁铁对桌面的压力减小、受到桌面摩擦力的作用
C.磁铁对桌面的压力增大,不受桌面摩擦力的作用
D.磁铁对桌面的压力增大,受到桌面摩擦力的作用
6.如图所示,均匀绕制的螺线管水平放置,在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A,A与螺线管垂直,A中的电流方向垂直纸面向里,开关S闭合,A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是()
A.水平向左B.水平向右
C.竖直向下D.竖直向上
7.(2017·新课标全国Ⅱ卷)某同学自制的简易电动机示意图如图所示。
矩形线圈由一根漆包线绕制而成,漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出,并作为线圈的转轴。
将线圈架在两个金属支架之间,线圈平面位于竖直面内,永磁铁置于线圈下方。
为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来,该同学应将
A.左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉
B.左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉
C.左转轴上侧的绝缘漆刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉
D.左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉
8.如图所示,用天平测量匀强磁场的磁感应强度,下列各选项所示的载流线圈匝数相同,边长NM相等,将它们分别挂在天平的右臂下方,线圈中通有大小相同的电流,天平处于平衡状态,若磁场发生微小变化,天平最容易失去平衡的是()
9.如图(a)所示,扬声器中有一线圈处于磁场中,当音频电流信号通过线圈时,线圈带动纸盆振动,发出声音。
俯视图(b)表示处于辐射状磁场中的线圈(线圈平面即纸面),磁场方向如图中箭头所示。
在图(b)中()
A.当电流沿顺时针方向时,线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里
B.当电流沿顺时针方向时,线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外
C.当电流沿逆时针方向时,线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里
D.当电流沿逆时针方向时,线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外
10.(2017·新课标全国Ⅰ卷)如图,三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距,均通有电流I,L1中电流方向与L2中的相同,与L3中的相反,下列说法正确的是()
A.L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直
B.L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直
C.L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为
D.L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为
11.a和b是两条靠得很近的平行通电导线,电流方向如图所示,且Ia>Ib.当垂直于a、b所在平面向里加一匀强磁场B时,导线a恰好不受安培力.跟加磁场B以前相比,导线b受的安培力________原来的2倍.(填“大于”“等于”或“小于”)
12.如图,两根通电长直导线a、b平行放置,a、b中的电流强度分别为I和2I,此时a受到的磁场力为F,若以该磁场力的方向为正,则b受到的磁场力为________;a、b的正中间再放置一根与a、b平行共面的通电长直导线c后,a受到的磁场力大小变为2F,则此时b受到的磁场力为___________。
参考答案与解析
1.C
2.D
解析:
通电导线在磁场中所受安培力的方向可以通过左手定则判断,根据左手定则可知ABC项说法错误,D项说法正确。
【名师点睛】通电导线在磁场中所受安培力的方向可以通过左手定则判断,伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流的方向,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。
3.B
解析:
磁感线的疏密表示磁场的强弱,由图象知P点的磁场比Q点的磁场强,A错误;磁感应强度是由磁场本身决定的,与该点是否有通电导线无关,故B正确;根据左手定则,通电直导线受到的安培力的方向与磁场的方向垂直,所以它们受到的安培力的方向不能是P→Q,故C错误;同一小段通电直导线在在都与磁场的方向垂直的条件下,在P点受到的安培力才能大于在Q点受到的安培力,故D错误。
【名师点睛】解决本题的关键掌握磁感线的特点,磁感线上某点的切线方向表示磁场的方向,磁感线的疏密表示磁场的强弱。
4.B
【名师点睛】本题应先选导线为研究对象,然后由牛顿第三定律判断磁铁的受力情况,巧妙地选取研究对象,是正确解题的关键。
6.D
解析:
闭合开关S,由安培定则可知在A处的磁场水平向左,再由左手定则可判断其受到的安培力是方向竖直向上。
故D正确。
7.AD
解析:
为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来,将左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉,这样当线圈在图示位置时,线圈的上下边受安培力水平而转动,转过一周后再次受到同样的安培力而使其转动,选项A正确;若将左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉,则当线圈在图示位置时,线圈的上下边受安培力水平而转动,转过半周后再次受到相反方向的安培力而使其停止转动,选项B错误;左转轴上侧的绝缘漆刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉,电路不能接通,故不能转起来,选项C错误;若将左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉,这样当线圈在图示位置时,线圈的上下边受安培力水平而转动,转过半周后电路不导通,转过一周后再次受到同样的安培力而使其转动,选项D正确。
【名师点睛】此题是电动机原理,主要考查学生对物理规律在实际生活中的运用能力;关键是通过分析电流方向的变化分析安培力的方向变化情况。
【名师点睛】先根据安培定则判断磁场的方向,再根据磁场的叠加得出直线电流处磁场的方向,再由左手定则判断安培力的方向,本题重点是对磁场方向的判断、大小的比较。
11.小于
12.–F–3F或5F
解析:
由牛顿第三定律,b受到a对它的磁场力为–F;a、b的正中间再放置一根与a、b平行共面的通电长直导线c后,c在a、b两导线处的磁感应强度大小相等,方向相反,c导线对b导线的作用力是它对a导线的作用力的两倍,方向相反,a受到的磁场力大小变为2F,那么c导线对a导线的作用力可能是F也可能是–3F,c导线对b导线的作用力可能是–2F也可能是6F,故此时b受到的磁场力为–3F或5F。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 磁场 课时 通电 导线 受到 高中物理 选修 31 同步 练习 检测
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)