課時(shí)分層作業(yè)19　探究磁場對(duì)電流的作用

1、課時(shí)分層作業(yè)(十九)探究磁場對(duì)電流的作用基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練(15分鐘50分)一、選擇題(本題共6小題，每小題6分，共36分)1磁電式電流表蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻輻向分布的，目的是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：46242219】A使磁場成圓柱形，以便線圈轉(zhuǎn)動(dòng)B使線圈平面在水平位置與磁感線平行C使線圈平面始終與磁感線平行D使磁場分布均勻C磁電式電流表蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻輻向分布的，其目的是使線圈平面轉(zhuǎn)動(dòng)到任何位置時(shí)都與磁感線平行，這樣安培力產(chǎn)生的力臂將始終不變，為最大值，線圈所受安培力產(chǎn)生的力矩也就始終為最大值2(多選)下列圖中，表示電流I的方向、磁場B的方向和磁場對(duì)電流作用力F的方向的關(guān)系正確的是()B

2、CD由左手定則，A圖中磁場對(duì)電流作用力F的方向應(yīng)豎直向上，所以A錯(cuò)誤，而B、C、D都符合左手定則3磁場中某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，由B可知()AB隨IL的乘積的增大而減小BB隨F的增大而增大CB與F成正比，與IL成反比DB與F及IL無關(guān)，由的比值確定D磁場中某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小僅由磁場本身決定B為比值定義式，B與F、I、L無關(guān)4如圖6­1­13所示，長為3l的直導(dǎo)線折成三段做成正三角形，并置于與其所在平面相垂直的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，把A、C兩點(diǎn)接入電路，當(dāng)在兩支路中分別通以電流I時(shí)，該通電導(dǎo)線受到的安培力大小為()圖6­1­13A2BIlBBIlC

3、BIl D0A導(dǎo)線AB段和BC段的有效長度為2lsin 30°l，所以該通電導(dǎo)線受到的安培力大小為FBIlBIl2BIl，選項(xiàng)A正確5如圖6­1­14，長方形線框abcd通有電流I，放在直線電流I附近，線框與直線電流共面，則下列表述正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：46242220】A線框四個(gè)邊都受安培力作用，它們的合力方向向左B只有ad和bc邊受安培力作用，它們的合力為零Cab和dc邊所受安培力大小相等，方向相同D線框四個(gè)邊都受安培力作用，它們的合力為零圖6­1­14A由左手定則可知ab段與cd段、ad段與bc段所受安培力的方向相反，分別向上、向下和向

4、左、向右，選項(xiàng)B、C錯(cuò)；ab段與cd段所受的安培力根據(jù)對(duì)稱性可知合力為零，由于ad段所在的位置靠近通電直導(dǎo)線，磁場比bc所在的位置強(qiáng)，所以所受的安培力合力向左，選項(xiàng)A正確，D錯(cuò)6兩條通電的直導(dǎo)線互相垂直，如圖6­1­15所示，但兩導(dǎo)線相隔一小段距離，其中導(dǎo)線AB是固定的，另一條導(dǎo)線CD能自由轉(zhuǎn)動(dòng)它們通入如圖所示方向的直流電時(shí)，CD導(dǎo)線將()A逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近導(dǎo)線ABB順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近導(dǎo)線ABC逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)離開導(dǎo)線ABD順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)離開導(dǎo)線AB圖6­1­15A通電導(dǎo)線CD處在電流AB的磁場中，由安培定則可以判斷，AB右側(cè)的磁

5、場方向垂直紙面向里，AB左側(cè)的磁場方向垂直紙面向外，根據(jù)左手定則可判斷，導(dǎo)線CD所受安培力左側(cè)向下，右側(cè)向上，CD導(dǎo)線沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)由于同向電流相互吸引，所以導(dǎo)線CD在轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)靠近導(dǎo)線AB，故A正確二、非選擇題(14分)7如圖6­1­16所示，在傾角為37°的光滑斜面上有一根長為0.4 m、質(zhì)量為6×102 kg的通電直導(dǎo)線，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中，設(shè)t00，B00，則需要多長時(shí)間斜面對(duì)導(dǎo)線的支持力為零？(g取10 m/s2，sin 37°0

6、.6，cos 37°0.8) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：46242221】圖6­1­16解析支持力為0時(shí)導(dǎo)線的受力如圖所示，由平衡條件得F安 N0.8 N由F安BIL得B T2 T由BB00.4t，B00得t5 s.答案5 s能力提升練(25分鐘50分)一、選擇題(本題共4小題，每小題6分，共24分)1關(guān)于通電直導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場中所受的安培力，下列說法正確的是()A安培力的方向可以不垂直于直導(dǎo)線B安培力的方向總是垂直于磁場的方向C安培力的大小與通電直導(dǎo)線和磁場方向的夾角無關(guān)D將直導(dǎo)線從中點(diǎn)折成直角，安培力的大小一定變?yōu)樵瓉淼囊话隑根據(jù)左手定則可知，安培力的方向垂直于電流I和磁場B確

7、定的平面，即安培力的方向既垂直于B又垂直于I，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)電流I的方向平行于磁場B的方向時(shí)，直導(dǎo)線受到的安培力為零，當(dāng)電流I的方向垂直于磁場B的方向時(shí)，直導(dǎo)線受到的安培力最大，可見，安培力的大小與通電直導(dǎo)線和磁場方向的夾角有關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；如圖所示，電流I和磁場B垂直，直導(dǎo)線受到的安培力FBIL，將直導(dǎo)線從中點(diǎn)折成直角，分段研究導(dǎo)線受到的安培力，電流I和磁場B垂直，根據(jù)平行四邊形定則可得，導(dǎo)線受到的安培力的合力為FBIL，選項(xiàng)D錯(cuò)誤2如圖6­1­17所示，兩根垂直紙面、平行且固定放置的直導(dǎo)線M和N，通有同向等大的電流；沿紙面與直導(dǎo)線M、N等距放置的另一根可自由移動(dòng)

8、的通電導(dǎo)線ab，則通電導(dǎo)線ab在安培力作用下運(yùn)動(dòng)的情況是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：46242222】Aa端轉(zhuǎn)向紙內(nèi)，b端轉(zhuǎn)向紙外Ba端轉(zhuǎn)向紙外，b端轉(zhuǎn)向紙內(nèi)C沿紙面逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)D沿紙面順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)圖6­1­17A導(dǎo)線M和N的磁感線都是同心圓，因此對(duì)ab上半段，M導(dǎo)線的磁感線指向右下方，而N導(dǎo)線的磁感線指向右上方，根據(jù)平行四邊形定則，合磁場方向向右，再根據(jù)左手定則判斷a端受到向內(nèi)的安培力；同理也可以分析出b端受向外的安培力從而使得a端轉(zhuǎn)向紙內(nèi)，b端轉(zhuǎn)向紙外，故選項(xiàng)A正確3如圖6­1­18所示，AC是一個(gè)用長為L的導(dǎo)線彎成的、以O(shè)為圓心的四分之一圓弧，將其放置在與平面AOC

9、垂直的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中當(dāng)在該導(dǎo)線中通以由C到A，大小為I的恒定電流時(shí)，該導(dǎo)線受到的安培力的大小和方向是()ABIL，平行于OC向左B.，平行于OC向右C.，垂直AC的連線指向左下方D2BIL，垂直AC的連線指向左下方圖6­1­18C由弧AC為圓弧，弧長為L，有L，即R，弧AC的有效長度為lR，則安培力為FACBIl，由左手定則判斷出方向垂直AC的連線指向左下方，因此C正確，A、B、D錯(cuò)誤4(多選)如圖6­1­19所示的裝置可演示磁場對(duì)通電導(dǎo)線的作用電磁鐵上下兩磁極之間某一水平面內(nèi)固定兩條平行金屬導(dǎo)軌，L是置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌垂直的金屬桿當(dāng)磁鐵線圈

10、兩端a、b，導(dǎo)軌兩端e、f，分別接到兩個(gè)不同的直流電源上時(shí)，L便在導(dǎo)軌上滑動(dòng)下列說法正確的是()A若a接正極，b接負(fù)極，e接正極，f接負(fù)極，則L向右滑動(dòng)B若a接正極，b接負(fù)極，e接負(fù)極，f接正極，則L向右滑動(dòng)C若a接負(fù)極，b接正極，e接正極，f接負(fù)極，則L向左滑動(dòng)D若a接負(fù)極，b接正極，e接負(fù)極，f接正極，則L向左滑動(dòng)圖6­1­19BD若a接正極，b接負(fù)極，則電磁鐵磁極間磁場方向向上，若e接正極，f接負(fù)極時(shí)，由左手定則可知，金屬桿所受安培力向左，則L向左滑動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；同理可判定選項(xiàng)B、D正確，C錯(cuò)誤二、非選擇題(本題共2小題，共26分)5(13分)如圖6­1&

11、#173;20所示，將長為50 cm、質(zhì)量為10 g的均勻金屬棒ab的兩端用兩只相同的彈簧懸掛成水平狀態(tài)，位于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，當(dāng)金屬棒中通以0.4 A電流時(shí)，彈簧恰好不伸長圖6­1­20(1)求勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大??；(2)當(dāng)金屬棒通以0.2 A由a到b的電流時(shí)，彈簧伸長1 cm，如果電流方向由b到a，而電流大小不變，彈簧伸長又是多少？ 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：46242223】解析(1)L50 cm0.5 m、m10 g0.01 kg，金屬棒中通以I10.4 A電流時(shí)彈簧恰好不伸長，則金屬棒受到向上的安培力與重力平衡，有BI1Lmg解得B0.5 T.(2)金屬棒中通以I20.2 A由a到b的電流時(shí)彈簧伸長x11 cm0.01 m，此時(shí)金屬棒受到的安培力向上，設(shè)彈簧勁度系數(shù)為k，有BI2L2kx1mg電流反向后，設(shè)彈簧伸長量為x2，有2kx2mgBI2L聯(lián)立解得x20.03 m.答案(1)0.5 T(2)0.03 m6(13分)如圖6­1­21，金屬桿ab的質(zhì)量為m，長為L，通過的電流為I，處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，結(jié)果金屬桿ab靜止且緊壓在水平導(dǎo)軌上若磁場方向與導(dǎo)軌平面成角，求：圖6­1­21(1)金屬桿ab受到的摩擦力大??；(2)金