《红对勾》物理3-1课时作业23通电导线在磁场中受到的力

课时作业23通电导线在磁场中受到的力时间：45分钟分值：100分一、选择题(每小题6分，共54分)1．如图所示，一根有质量的金属棒MN，两端用细软导线连接后悬于a、b两点，棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N，此时悬线上有拉力，为了使拉力等于零，可以()A．适当减小磁感应强度B．使磁场反向C．适当增大电流D．使电流反向解析：首先对MN进行受力分析，受竖直向下的重力G，受两根软导线的竖直向上的拉力和安培力．处于平衡时：2F＋BIL＝mg，重力mg恒定不变，欲使拉力F减小到0，应增大安培力BIL，所以可增大磁场的磁感应强度B或增加通过金属棒中的电流I，或二者同时增大．答案：C2．如图所示，在光滑的水平桌面上放一根条形磁铁．在其上方与条形磁铁平行地固定一根通电导线，电流方向如图所示，以下说法正确的是()A．条形磁铁的N极向里、S极向外转动，且对桌面的压力增大B．条形磁铁的N极向里、S极向外转动，且对桌面的压力减小C．条形磁铁的N极向外、S极向里转动，且对桌面的压力增大D．条形磁铁的N极向外、S极向里转动，且对桌面的压力减小答案：B3．在xOy水平面中有一通电直导线，与y轴平行，导线中电流方向如图所示，该区域有匀强磁场，通电导线所受磁场力的方向与Oz轴正方向相同，该磁场的磁感应强度的方向是()A．沿x轴负方向且一定沿x轴负方向B．一定沿y轴负方向C．可能沿z轴正方向D．可能沿x轴负方向答案：D4．如图所示，弹性线圈AB，当它通电时，下列判断正确的是()A．当电流从A→B时，线圈长度增加，当电流反向后线圈长度减小B．当电流从B→A时，线圈长度增加，当电流反向后线圈长度减小C．不管电流方向如何，线圈长度都增加D．不管电流方向如何，线圈长度都减小答案：D5．电磁炮的基本原理如图所示，把待发射的炮弹(导体)放置在匀强磁场中的两条平行导轨(导轨与水平方向成α角)上，磁场方向和导轨平面垂直，若给导轨以很大的电流I，使炮弹作为一个载流导体在磁场的作用下，沿导轨做加速运动，以某一速度发射出去，已知匀强磁场的磁感应强度为B，两导轨间的距离为L，磁场中导轨的长度为s，炮弹的质量为m，炮弹和导轨间的摩擦以及炮弹本身的长度均不计，则炮弹离开炮口时的速度为()A.2gssinαB.2BILsm＋2gssinαC.2BILsm－2gssinαD.2BILsm答案：C6．如图所示，A为一水平放置的橡胶盘，带有大量均匀分布的负电荷，在圆盘正上方水平放置一通电直导线，电流方向如图，当圆盘沿图中所示方向高速绕中心轴OO′转动时，通电直导线所受磁场力的方向是()A．竖直向上B．竖直向下C．水平向里D．水平向外解析：橡胶盘带负电荷转动后产生环形电流，由左手定则可以确定导线受力方向为水平向里．答案：C7．(2010·上海卷)如图，长为2l的直导线折成边长相等，夹角为60°的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B.当在该导线中通以电流强度为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力大小为()A．0B．0.5BIlC．BIlD．2BIl解析：安培力公式F＝BIL，其中L为垂直放于磁场中导线的有效长度，右图中的有效长度为虚线所示，其长度为l，所以通电导线受到的安培力F＝IBl，选项C正确．答案：C8．(2011·山东潍坊高三期末)如图所示，两个完全相同的线圈套在一水平光滑的绝缘圆柱上，线圈能自由移动，若两线圈内通有大小不等的同向电流，则它们的运动情况是()A．都绕圆柱转动B．以不等的加速度相向运动C．以相等的加速度相向运动D．以相等的加速度相背运动解析：同向环形电流可分成很多小段直线电流元，则不难发现相对应的直线电流元方向总是相同的，方向相同的直线电流元是相互吸引的；也可把环形电流等效成小条形磁铁，异名磁极相互吸引．虽然两电流大小不等，但根据牛顿第三定律知两线圈间的相互作用力大小相等，所以选C项．答案：C9．(2010·杭州)如图所示，两根间距为d的平行光滑金属导轨间接有电源E，导轨平面与水平面间的夹角θ＝30°.金属杆ab垂直导轨放置，导轨与金属杆接触良好．整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中．当磁场方向垂直导轨平面向上时，金属杆ab刚好处于静止状态．要使金属杆能沿导轨向上运动，可以采取的措施是()A．增大磁感应强度BB．调节滑动变阻器使电流减小C．增大导轨平面与水平面间的夹角θD．将电源正负极对调使金属杆中的电流方向改变解析：对金属棒受力分析，沿导轨方向：BEdR－mgsinθ＝0，若想让金属棒向上运动，则BEdR增大，选项A正确B错误；若增大θ，则mgsinθ增大，C错误；若电流反向，则金属棒受到的安培力反向，故D错误．答案：A二、解答题(共46分)10．(23分)如图所示，当左边单匝正方形线框中通有逆时针方向的电流I时，天平恰好平衡．若通有顺时针方向的电流I时，则要在右边再加挂质量为Δm的钩码天平才能平衡．设匀强磁场的磁感应强度为B，则线框的边长L为多少？解析：当左边线框通以逆时针方向的电流时，有m左g－BIL＝m右g，当电流反向时，有m左g＋BIL＝m右g＋Δmg，解得L＝Δmg2BI.11．(23分)如图所示，AB、CD是一个底面边长为a的正方形筒的两侧，AB、CD是电的良好导体，前后两边是绝缘体，将P、Q分别接在电源(电动势为E)的两极，且知AgNO3溶液的电阻率为ρ，密度为ρ′，B、D两端刚好与AgNO3溶液液面接触，并加垂直纸面向里的均匀磁场B，通电稳定后，试求：液面上升的高度？解析：设AgNO3溶液上升高度为x，该段电阻R＝ρaax＝ρx，电流I＝ER＝Exρ它受向下的重力与向上的安培力平衡ρ′a2xg＝BaExρ，得EB＝ρρ′ag若要确定x，须根据E、B、ρ、ρ′、a这几个量的数值关系来确定．若EBρρ′ag，对任意的x总有重力大于安培力，故不能升高，即x＝0.若EB＝ρρ′ag，对任意的x都能满足重力与安培力平衡，很小一点微扰就可能引起很大变化．若EBρρ′ag，对任意的x总有重力小于安培力，故溶液会升至顶，且不断溢出．