2019-2020版高中物理第三章習(xí)題課安培力的綜合應(yīng)用(教師備用)課時作業(yè)-1

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精習(xí)題課安培力的綜合應(yīng)用（教師備用)1。(2019·山東煙臺檢測）（多項(xiàng)選擇)質(zhì)量為m的金屬細(xì)桿置于傾角為θ的圓滑導(dǎo)軌上,導(dǎo)軌的寬度為d，若給細(xì)桿通以如圖A,B，C,D所示的電流時,可能使桿靜止在導(dǎo)軌上的是(AC）剖析：A圖中依照左手定則金屬細(xì)桿受沿導(dǎo)軌向上的安培力,則重力、支持力、安培力三力合力可能為0，故A正確.B圖中金屬細(xì)桿只受重力和導(dǎo)軌的支持力，二力不可以能平衡，故B錯誤。C圖中金屬細(xì)桿受重力、豎直向上的安培力和支持力,若重力與安培力滿足二力平衡,則不受支持力，故C正確。D圖中金屬細(xì)桿受重力、水平向左的安培力和支持力,三個力不可以能達(dá)到平衡，故D錯誤.2。（2019·內(nèi)蒙古包頭檢測）以下列圖，長為L的通電直導(dǎo)體棒放在圓滑水平絕緣軌道上,勁度系數(shù)為k的水平輕彈簧一端固定,另一端拴在棒的中點(diǎn),且與棒垂直,整個裝置處于方向豎直向上、磁感覺強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,彈簧伸長x，棒處于靜止?fàn)顟B(tài).則（B)1學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精A.導(dǎo)體棒中的電流方向從b流向aB。導(dǎo)體棒中的電流大小為????????C.若只將磁場方向緩慢順時針轉(zhuǎn)過一小角度,x變大D.若只將磁場方向緩慢逆時針轉(zhuǎn)過一小角度,x變大剖析：由于彈簧伸長x，則有kx=BIL，即I=????，選項(xiàng)B正確;由于彈????簧伸長,則安培力方向水平向右，由左手定則可得，導(dǎo)體棒中的電流方向從a流向b，選項(xiàng)A錯誤；若只將磁場方向緩慢順時針轉(zhuǎn)過一小角度，則原來水平向右的安培力也順時針轉(zhuǎn)動一小角度，依照力的分解與平衡可得，彈力變小，以致x變小,同理,若只將磁場方向緩慢逆時針轉(zhuǎn)過一小角度,x也變小，選項(xiàng)C，D錯誤.3。以下列圖，一重為G1的圓環(huán)置于水平桌面上，在圓環(huán)的正上方用輕繩懸掛一條形磁鐵，磁鐵的中心軸線經(jīng)過圓環(huán)中心,磁鐵的上端為N極，下端為S極，磁鐵自己的重力為G2。當(dāng)在圓環(huán)中通入順時針方向（從上往下看）的電流時關(guān)于圓環(huán)對桌面的壓力F和磁鐵對輕繩的拉力F′的大小,以下關(guān)系中正確的選項(xiàng)是（D)A.F〉G1,F′〉G2B。F〈G1，F(xiàn)′>G2C.F<G1,F′〈G2D.F>G1，F(xiàn)′〈G22學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精剖析:由于順時針方向的環(huán)形電流可以等效為一個豎直放置的條形磁鐵,由安培定則可知，其N極向下,S極向上，故與磁鐵之間的相互作用力為斥力,因此圓環(huán)對桌面的壓力F將大于圓環(huán)的重力G1，磁鐵對輕繩的拉力F′將小于磁鐵的重力G2，選項(xiàng)D正確.4.（2019·江蘇揚(yáng)州月考)(多項(xiàng)選擇）以下列圖,一根通電的直導(dǎo)體棒放在傾斜的粗糙斜面上，置于圖示方向的勻強(qiáng)磁場中，處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)增大電流,導(dǎo)體棒仍靜止,則在增大電流過程中,導(dǎo)體棒碰到的摩擦力的大小變化情況可能是(AB）A.素來增大B。先減小后增大C.先增大后減小D。向來為零剖析:對導(dǎo)體棒,依照左手定則知，安培力沿斜面向上，若F安<mgsinα,則摩擦力向上，增大電流時F安增大,則摩擦力Ff可能減小到零，后反向增大；若F安>mgsinα，摩擦力向下，隨F安增大而素來增大;若F安=mgsinα，摩擦力為零，隨F安增大摩擦力向下素來增大。選項(xiàng)A，正確。5。（2019·四川資陽檢測）（多項(xiàng)選擇)以下列圖，一根重力G=0。1N，長L=1m的質(zhì)量分布均勻的導(dǎo)體ab，在其中點(diǎn)彎成θ=60°角,將此導(dǎo)體放入勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)體兩端a,b懸掛于兩相同的彈簧下端，彈簧均為豎直狀態(tài),當(dāng)導(dǎo)體中經(jīng)過I=1A的電流時,兩根彈簧比原長各縮短3學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精了x=0.01m，已知勻強(qiáng)磁場的方向垂直紙面向外,磁感覺強(qiáng)度的大小B=0。4T，則(AC)A.導(dǎo)體中電流的方向?yàn)閎→aB.每根彈簧的彈力大小為0。10NC。彈簧的勁度系數(shù)k=5N/mD.若導(dǎo)體中不通電流，則彈簧伸長0.02m剖析：當(dāng)導(dǎo)體中經(jīng)過I=1A的電流時,兩根彈簧比原長縮短，安培力方向向上，由左手定則知,導(dǎo)體中電流的方向?yàn)閎→a,選項(xiàng)A正確;通電后，導(dǎo)體的有效長度L有=??2=0.5m，碰到的安培力FA=IL有B=1×0.5×0。4N=0.2N,依照平衡關(guān)系，有G+2F=FA,解得F=0。05N,每根彈簧的彈力大小為0。05N，選項(xiàng)B錯誤；由F=kx解得k=5N/m,選項(xiàng)C正確;若導(dǎo)體中不通電流,則G=2F2,F2=kx2，解得x2=0。01m,彈簧伸長0.01m,選項(xiàng)D錯誤。6。以下列圖，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab垂直圓弧形金屬導(dǎo)軌MN，PQ放置,導(dǎo)軌下端接有電源，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸優(yōu)異，不計所有摩擦.現(xiàn)欲使導(dǎo)體棒靜止在導(dǎo)軌上,則以下方法可行的是（C)A.加一個沿ab方向的勻強(qiáng)磁場4學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精B.加一個沿ba方向的勻強(qiáng)磁場C.加一個豎直向下的勻強(qiáng)磁場D.加一個豎直向上的勻強(qiáng)磁場剖析：導(dǎo)體棒在導(dǎo)軌上沿ba方向看去的平面圖以下列圖,導(dǎo)體棒受重力、支持力作用，當(dāng)加一個沿ab方向的勻強(qiáng)磁場或ba方向的勻強(qiáng)磁場時，導(dǎo)體棒都不受安培力,不可以能靜止在導(dǎo)軌上；電流方向向外,加一個豎直向下的勻強(qiáng)磁場時,由左手定則可知導(dǎo)體棒所受安培力方向水平向右,可能靜止在導(dǎo)軌上;加一個豎直向上的勻強(qiáng)磁場，由左手定則可知,導(dǎo)體棒所受安培力方向水平向左,不可以能靜止在導(dǎo)軌上，選項(xiàng)C正確.7.以下列圖，在傾角為α的圓滑斜面上，垂直紙面放置一根長為L、質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒。當(dāng)導(dǎo)體棒中的電流I垂直紙面向里時,欲使導(dǎo)體棒靜止在斜面上,可將導(dǎo)體棒置于勻強(qiáng)磁場中,當(dāng)外加勻強(qiáng)磁場的磁感覺強(qiáng)度B的方向在紙面內(nèi)由豎直向上逆時針轉(zhuǎn)至水平向左的過程中,關(guān)于B的大小的變化，說法正確的選項(xiàng)是（C）A。逐漸增大B.逐漸減小C.先減小后增大D。先增大后減小剖析:導(dǎo)體棒受三個力的作用,當(dāng)磁感覺強(qiáng)度B的方向由豎直向上逆5學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精時針轉(zhuǎn)至水平向左的過程中,重力mg、安培力F、支持力FN的變化關(guān)系以下列圖,可看出安培力F先減小后增大，由F=BIL知,B的大小應(yīng)是先減小后增大,選項(xiàng)C正確。8.(2019·黑龍江牡丹江質(zhì)檢)以下列圖,兩個完好相同的線騙局在一水平圓滑絕緣圓柱上，但能自由搬動，若兩線圈內(nèi)通以大小不等的同向電流,則它們的運(yùn)動情況是（C）A.都繞圓柱轉(zhuǎn)動B.以大小不等的加速度相向運(yùn)動C.以大小相等的加速度相向運(yùn)動D.以大小相等的加速度相背運(yùn)動剖析：由安培定則和左手定則可知,同向環(huán)形電流間相互吸引,誠然兩電流大小不等，但兩線圈間相互作用力大小相等，因此加速度大小相等,方向相向,即以大小相等的加速度相向運(yùn)動,因此選項(xiàng)C正確.9.（多項(xiàng)選擇)以下列圖，圓滑的傾斜導(dǎo)軌寬為L,與水平面成α角,處在方向豎直向上、磁感覺強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,金屬桿ab水平放在導(dǎo)軌上.當(dāng)回路中電流為I時金屬桿處于靜止?fàn)顟B(tài),若金屬桿ab所受安培力為F，斜面的支持力為FN,則(BD）6學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精A。安培力方向垂直ab桿沿斜面向上B.安培力方向垂直ab桿水平向右C.FN=BILcosαD。FN=sin????????剖析：由左手定則可知安培力方向水平向右,大小F=BIL，金屬桿的受力以下列圖,由共點(diǎn)力平衡求得??????FN=sin??,選項(xiàng)B,D正確.10（.2019·安徽銅陵月考）以下列圖,用質(zhì)量不計的金屬絲懸掛m=0。04kg的金屬棒，通電長度AB=1。0m，通上電流I=0.3A后金屬棒和豎直方向的夾角為37°，保持靜止。求(g取10m/s2,sin37°=0。6）：（1）磁感覺強(qiáng)度B的大小.2)通電后把金屬棒拉到最低點(diǎn)，無初速度釋放，則金屬棒在擺起過程中（電流保持不變)金屬絲偏離豎直方向的最大偏角?（不計空氣阻力）剖析:（1)金屬棒受力以下列圖,依照平衡條件可知7學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精mgtan37°=BIL解得B=1T；(2)通電后把金屬棒拉到最低點(diǎn),無初速度釋放,到達(dá)最高點(diǎn)時,由動能定理得BIL·Lsinθ-mgL（1-cosθ）=0—0,由三角函數(shù)知識可知θ=74°.答案：（1）1T（2）74°11.(2019·陜西西安期中）以下列圖，兩平行導(dǎo)軌ab,cd豎直放置在勻強(qiáng)磁場中,勻強(qiáng)磁場方向豎直向上,將一根金屬棒PQ放在導(dǎo)軌上使其水平且向來與導(dǎo)軌保持優(yōu)異接觸?，F(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(yùn)動.已知電流I與時間的關(guān)系為I=kt(k為常數(shù),k>0)，金屬棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)必然。以豎直向下為正方向,則下面關(guān)于金屬棒PQ的速度v、加速度a隨時間變化的關(guān)系圖象中，可能正確的選項(xiàng)是(B)剖析：由于開始加速度方向向下，與速度方向相同,做加速運(yùn)動,加速度逐漸減小，即做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動，爾后加速度方向向上，加速度逐漸增大,做加速度逐漸增大的減速運(yùn)動，應(yīng)選項(xiàng)B正確，8學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精A錯誤;依照牛頓第二定律得,金屬棒的加速度a=??????-??f,Ff=μFN=μFA=μBIL=μBLkt,聯(lián)立解得加速度????????a=g-??t,應(yīng)選項(xiàng)C，D錯誤。12。（2019·遼寧鞍山期中）(多項(xiàng)選擇）如圖（甲）所示,兩根圓滑平行導(dǎo)軌水平放置，間距為L,此間有豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感覺強(qiáng)度為B.垂直于導(dǎo)軌水平放置一根均勻金屬棒于導(dǎo)軌上.從t=0時刻起，棒上如同圖(乙)所示的連續(xù)交變電流I，其周期為T,大小為Im，圖(甲)中所示方向?yàn)殡娏髡较?則金屬棒(ABC）。素來向右搬動B.速度隨時間周期性變化C。碰到的安培力隨時間周期性變化D.碰到的安培力在一個周期內(nèi)做正功剖析:由左手定則可知，金屬棒一開始向右加速運(yùn)動，當(dāng)電流反向以后，金屬棒開始減速，經(jīng)過一個周期速度變?yōu)?,爾后重復(fù)上述運(yùn)動，選項(xiàng)A，B正確;安培力F=BIL,由圖象可知前半個周期向右,后半個周期向左，不斷重復(fù)，選項(xiàng)C正確;一個周期內(nèi),金屬棒初、末速度相同，由動能定理可知安培力在一個周期內(nèi)做功為零,選項(xiàng)D錯誤.13.(2019·浙江余姚中學(xué)高二檢測）以下列圖,水平放置的兩導(dǎo)軌P,Q間的距離L=0.5m,垂直于導(dǎo)軌平面的豎直向上的勻強(qiáng)磁場的磁感覺強(qiáng)度B=2T，垂直于導(dǎo)軌放置的ab棒的質(zhì)量m=1kg,系在ab棒中點(diǎn)的水平繩超出圓滑輕質(zhì)定滑輪與重量G=3N的物塊相連。已知ab9學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ=0。2,電源的電動勢E=10V、內(nèi)阻r=0.1Ω,導(dǎo)軌的電阻及ab棒的電阻均不計，要想ab棒處于靜止?fàn)顟B(tài)，R應(yīng)在哪個范圍內(nèi)取值?(最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,g取10m/s2)剖析：ab棒受向右的物塊拉力F,大小為G,當(dāng)ab棒恰不右滑時,由平衡關(guān)系得G—μmg-BI1L=0，ab棒恰不左滑時有G+μmg—BI2L=0，依照閉合電路歐姆定律得I1=????+r,I2=????+r12由以上各式代入數(shù)據(jù)解得R1=9.9Ω，R2=1。9Ω，因此R的取值范圍為1.9Ω≤R≤9。9Ω.答案：1。9Ω≤R≤9.9Ω14。（2019·黑龍江大慶實(shí)驗(yàn)中學(xué)高二期中）如圖,ab,cd為相距2m的平行金屬導(dǎo)軌，水平放置在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中,質(zhì)量為3。6kg的金屬棒MN垂直于導(dǎo)軌放在其上,當(dāng)金屬棒中通入8A的恒定電流時，金屬棒碰到水平方向的磁場力的作用沿著導(dǎo)軌做勻加速運(yùn)動，加速度為2m/s2，當(dāng)金屬棒中通以同方向的5A的恒定電流時,棒恰好沿著導(dǎo)軌做勻速運(yùn)動,求:(1）此勻強(qiáng)磁場的磁感覺強(qiáng)度的大小.10學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精（2）金屬棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù).剖析：當(dāng)金屬棒通入電流I1=8A時,依照牛頓第二定律有I1BL—μmg=ma當(dāng)金屬棒通有電流I2=5A時做勻速運(yùn)動,依照平衡條件有I2BL-μmg=0聯(lián)立解得B=1。2T，μ=13.答案:(1)1。2T（2）1315。（2019·江蘇泰州檢測)以下列圖，電源電動勢E=2V,內(nèi)電阻r=0。5Ω,豎直導(dǎo)軌電阻可忽略,金屬棒的質(zhì)量m=0。1kg,電阻R=0。5Ω，它與導(dǎo)軌的動摩擦因數(shù)μ=0.4（最大靜摩擦力等于滑動摩擦力）,有效長度L=0.2m.為了使金屬棒可以靠在導(dǎo)軌外面靜止不動，我們施加一與紙面成30°角向里且與金屬棒垂直的磁場,問磁場方向