2020高中物理 6.1 探究磁場(chǎng)對(duì)電流的作用 8每課一練 魯科版選修3-1

1、6.1探究磁場(chǎng)對(duì)電流的作用每課一練 一、選擇題1、關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列說法正確的是（ C ）A磁感應(yīng)強(qiáng)度只是描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量B由B=可知，某處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與放入該處通電導(dǎo)線的I與L乘積成反比C通電導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力為零，該處磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零D放置在磁場(chǎng)中，1m長(zhǎng)的導(dǎo)線，通過1A的電流，受到的力為1N，該處磁感應(yīng)強(qiáng)度就是1T2、一根金屬棒MN，如圖11-38-22所示，兩端用辦導(dǎo)線連接后懸掛于a、b兩點(diǎn)，棒中部處于方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，棒中通有電流，方向從M流向N，此時(shí)懸線上有拉力，為了使拉力等于零，可以（ C ）.A適當(dāng)減小磁感應(yīng)強(qiáng)度B使磁場(chǎng)反向C適當(dāng)增大電流D使電流反向【提示】

2、安培力F方向豎直向上，線上有拉力T，說明Fmg.欲使T=0，則應(yīng)使F=mg，而F=ILB.所以使電流I增大或磁感應(yīng)強(qiáng)度 B增大.3、如圖11-38-23所示，條形磁錦旗 在水平桌面上，在其正中央上方固定一根長(zhǎng)直導(dǎo)線，導(dǎo)線與磁鐵垂直，給導(dǎo)線通以垂直紙面向外的電流，則（ A ）.A磁鐵對(duì)桌面壓力減小，不受桌面的摩擦力作用B磁鐵對(duì)桌面壓力減小，受到桌面的摩擦力作用C磁鐵對(duì)桌面壓力增大，不受桌面的摩擦力作用D磁鐵對(duì)桌面壓力增大，受到桌面的摩擦力作用【提示】可分析直導(dǎo)線的受力（安培力）.條形磁鐵在導(dǎo)線處的磁場(chǎng)應(yīng)是水平向左，直導(dǎo)線受F豎直向下，則條形磁鐵受導(dǎo)線的作用力應(yīng)是豎直向上，故壓力減小，無摩擦力.4

3、、電流表中蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場(chǎng)是均勻地輻向分布（如圖11-38-24所示）.當(dāng)線圈中通入恒定電流時(shí)，線圈將發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，電流表的指針也隨著偏轉(zhuǎn)，最后停在某一偏角位置上，則在偏轉(zhuǎn)過程中隨著偏轉(zhuǎn)角的增大（ C ）.A線圈所受安培力的力矩逐漸增大B線圈所受安培力的力矩逐漸減小C線圈所受安培力的力矩不變D以上說法都不對(duì)【提示】均勻輻向分布的磁場(chǎng)不是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，線圈轉(zhuǎn)到任一位置其平面均與磁場(chǎng)平行，又由于對(duì)稱性，圖中線圈的左、右兩邊處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B相同（保持不變），所以磁力矩為MmNIBS恒定不變.5、彈簧秤下掛一條形磁棒，其中條形磁棒N極的一部分位于未通電的螺線管內(nèi)，如圖11-38-25所示，下列說法正確的

4、是（ A、C ）A若將a接電源正極，b接負(fù)極，彈簧秤示數(shù)將減小B若將a接電源正極，b接負(fù)極，彈簧秤示數(shù)增大C若將b接電源正極，a接負(fù)極，彈簧秤示數(shù)將增大D若將b接電源正極，a接負(fù)極，彈簧秤示數(shù)將減小【提示】考慮螺線管通電后產(chǎn)生的磁場(chǎng)與磁棒的相互作用.6、一個(gè)可自由運(yùn)動(dòng)的輕線圈L1和一個(gè)固定的線圈L2互相垂直放置，且兩個(gè)圓線圈的圓心重合，當(dāng)兩線圈都能以如圖11-38-26所示的電流時(shí)，則從左向右看，線圈L1將（ B ）.A不動(dòng)B順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)C逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)D向紙外平動(dòng)【提示】可用微元法解.L2產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向自下向上，對(duì)L1上半部的各電流微元應(yīng)受到指向紙外的安培力（合力），而L1下半部的各電流微元受到指

5、向紙里的安培力（合力），所以L1將順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)（從左向右看）.7、載流導(dǎo)體L1、L2處在同一平面內(nèi)，L1是固定的，L2可繞垂直于紙面的固定轉(zhuǎn)軸O轉(zhuǎn)動(dòng)，O為L(zhǎng)2的中點(diǎn)，若各自的電流方向如圖11-38-27所示.將會(huì)發(fā)生下列哪種情況（ D ）.A因不受磁場(chǎng)力，L2不動(dòng)B因L2受的磁場(chǎng)力處處相等，故L2不動(dòng)CL2繞軸O按順進(jìn)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)DL2繞軸O按逆進(jìn)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)【提示】電流I1在L2處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向?yàn)榇怪奔埫嫦蛲?，所以L2的各部分（微元）都受到沿紙面向下的安培力作用.因?yàn)镺點(diǎn)左側(cè)的磁場(chǎng)強(qiáng)，所以L2左半部受的安培力大于右半部分受到的安培力，L2將逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng).8、 電磁軌道炮工作原理如圖所示待發(fā)射彈體

6、可在兩平行軌道之間自由移動(dòng)，并與軌道保持良好接觸電流I從一條軌道流入，通過導(dǎo)電彈體后從另一條軌道流回軌道電流可形成在彈體處垂直于軌道面的磁場(chǎng) (可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng))，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與I成正比通電的彈體在軌道上受到安培力的作用而高速射出現(xiàn)欲使彈體的出射速度增加至原來的2倍，理論上可采用的辦法是()A只將軌道長(zhǎng)度L變?yōu)樵瓉淼?倍B只將電流I增加至原來的2倍C只將彈體質(zhì)量減至原來的一半D將彈體質(zhì)量減至原來的一半，軌道長(zhǎng)度L變?yōu)樵瓉淼?倍，其他量不變【解析】 BD彈體所受安培力為F安BIl，由動(dòng)能定理得：BILmv2，只將軌道長(zhǎng)度L變?yōu)樵瓉淼?倍，其速度將增加至原來的倍，A錯(cuò)誤；只將電流I增加至原來的2

7、倍，其磁感應(yīng)強(qiáng)度也隨之增加至原來的2倍，其速度將增加至原來的2倍，B正確；只將彈體質(zhì)量減至原來的一半，其速度將增加至原來的倍，C錯(cuò)誤； 將彈體質(zhì)量減至原來的一半，軌道長(zhǎng)度L變?yōu)樵瓉淼?倍時(shí)，其速度將增加至原來的2倍，D正確二、填空題9、在赤道上空某處有一豎直的避雷針，當(dāng)帶正電的云經(jīng)過避雷針上方時(shí)，地磁場(chǎng)對(duì)避雷針的作用力方向是水平向東.【提示】放電時(shí)電流方向應(yīng)是自上而下，由左手定則，安培力為水平向東.10、2000年，我國(guó)第一艘超導(dǎo)電磁推進(jìn)船HEMS-1下水試驗(yàn). 它取消了傳統(tǒng)的螺旋漿，是船舶推進(jìn)的重大革新，其原理如圖11-38-28，強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直，在垂直直于船身方向兩邊安裝正負(fù)電極，電極都在

8、海水里.當(dāng)電源接通時(shí)海水中產(chǎn)生垂直于船體方向的強(qiáng)電流，推動(dòng)船體運(yùn)動(dòng)，則如圖船將向 右 方向運(yùn)動(dòng)，如磁感應(yīng)強(qiáng)度5T（看做勻強(qiáng)磁場(chǎng)），水通道寬0.5m，產(chǎn)生推力50N，則船上蓄電池中電流為 20 A.【提示】電源接通時(shí)，海水中的強(qiáng)電流在圖中垂直于磁場(chǎng)方向向上，由左手定則可以判斷安培力水平向左，則海水將向左流動(dòng)，同時(shí)船體必受到一水平向右的反作用力，故船向右運(yùn)動(dòng).則安培力F=BIL，得I=，代入數(shù)據(jù)可求得出I=20A.11、電磁炮是利用電磁發(fā)射技術(shù)制成的一種先進(jìn)的動(dòng)能殺傷武器，具有速度快、命中率高、發(fā)射在本低、污染小等優(yōu)點(diǎn)，是21世紀(jì)的一種理想兵器，它的主要原理如圖11-38-29所示.1982年澳大

9、利亞國(guó)立大學(xué)制成了能把2.2.g的彈體加速到10km/s的電磁炮（常規(guī)炮彈約為2km/s）.若軌道寬2m，長(zhǎng)為100m，通過的電流為10A，則軌道間所加的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B= 55 T,磁場(chǎng)力的最大功率P=1.1107W（軌道摩擦不計(jì)）.【提示】彈體在安培力作用下加速，由動(dòng)能定理ILBs=,得B=55T.磁場(chǎng)力的最大功率Pm=Fvm=10255104=1.1107W.12、如圖11-38-30，水平放置的光滑的金屬導(dǎo)軌M、N，平行地置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，間距為d，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向與導(dǎo)軌平面夾角為.金屬棒ab的質(zhì)量為m，放在導(dǎo)軌上且與導(dǎo)軌垂直.電源電動(dòng)勢(shì)為E，定值電阻為R，其余部分電阻不計(jì)，則當(dāng)

10、電鍵K合上時(shí)，棒ab受到的安培力的大小為，方向?yàn)橄蛟谙路?，棒的加速度大小?【提示】導(dǎo)體棒ab與磁感應(yīng)強(qiáng)度B垂直，安培力F=ILB=，而F既與B垂直又與I垂直，所以F方向指向左下方，如圖11-38-31所示.棒只有水平加速度，由Fsin=ma，得=.三、解答題13、如圖11-38-32所示，光滑平行導(dǎo)軌寬L，軌道平面與水平面成角，放在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，質(zhì)量為m的金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放在軌道平面上，若保持金屬棒ab靜止不動(dòng)，棒中應(yīng)通何方向的多大電流？【提示】由左手定則和平衡條件可以判斷，ab所受的安培力只能是水平向右，如圖11-38-33所示，電流方向必為ba.由mgsin=ILBcos，得I=【答案】14、在傾角=30的斜面上，固定一金屬框，寬L=0.25m，接入電動(dòng)勢(shì)E=12V、內(nèi)阻不計(jì)的電池，垂直框面放有一根質(zhì)量m=0.2kg的金屬棒ab，它與框架的動(dòng)摩擦因數(shù)=，整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.8T，垂直框面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖11-38-34.當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R的阻值在什么范圍內(nèi)時(shí)，可使金屬棒靜止在框架上？框架與棒的電阻不計(jì)，g=10m/s2（取最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等）.【提示】金屬框靜止時(shí)，摩擦力f方向可能向上，也可能向下，需要討論.（1）當(dāng)變阻器R取值較大是，I較小，安培力F較小.金屬棒沿框架有下滑趨勢(shì)，框架對(duì)棒的摩擦力沿框面向上，如圖