高三物理下册随堂演练检测试题16.doc

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第31课时 磁场及磁场对电流的作用

1.

图8－1－17
如图8－1－17所示，一弓形线圈通以逆时针电流，在其圆弧的圆心处，垂直于纸面放一直导线，当直导线通有指向纸内的电流时，线圈将(　　)
A．a端向纸内，b端向纸外转动，且靠近导线
B．a端向纸内，b端向纸外转动，且远离导线
C．b端向纸内，a端向纸外转动，且靠近导线
D．b端向纸内，a端向纸外转动，且远离导线
答案：A
2.

图8－1－18
如图8－1－18所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直．线段ab、bc和cd的长度均为L，且∠abc＝∠bcd＝135°.流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示．导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力(　　)
A．方向沿纸面向上，大小为(＋1)ILB B．方向沿纸面向上，大小为(－1)ILB
C．方向沿纸面向下，大小为(＋1)ILB D．方向沿纸面向下，大小为(－1)ILB
解析：将导线分为三段直导线，根据左手定则分别判断出安培力的大小，根据F＝BIL计算出安培力的大小，再求合力．导线所受合力F＝BIL＋2BILsin 45°＝(＋1)ILB.
答案：A
3.

图8－1－19
光滑平行导轨水平放置，导轨左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连，一根质量为m、电阻为R的导体棒ab，用长为l的绝缘细线悬挂，悬线竖直时导体棒恰好与导轨良好接触且细线处于张紧状态，如图8－1－19所示，系统空间有竖直方向的匀强磁场．当闭合开关S时，导体棒向右摆出，摆到最大高度时，细线与竖直方向成θ角，则(　　)
A．磁场方向一定竖直向上
B．导体棒离开导轨前受到向左的安培力
C．导体棒摆到最大高度时重力势能的增加量等于mgl(1－cos θ)
D．导体棒离开导轨前电源提供的电能大于mgl(1－cos θ)
解析：从题中知道导体棒ab向右摆动，说明导体棒ab受到向右的安培力作用，由左手安则可知磁场方向一定竖直向下，A、B两项错误；电源提供的电能转化成了两部分，一部分是电路中所产生的热，另一部分是导体棒的机械能，D项正确；最大高度时，导体棒重力势能的增加量等于mgl(1－cos θ)，C项正确．
答案：CD
4.

图8－1－20
(2010·上海模拟)如图8－1－20所示，在竖直向下的匀强磁场中，有两根竖直放置的平行导轨AB、CD，导轨上放有质量为m的金属棒MN，棒与导轨间的动摩擦因数为μ，现从t＝0时刻起，给棒通以图示方向的电流，且电流强度与时间成正比，即I＝kt，其中k为恒量．若金属棒与导轨始终垂直，则如图所示的表示棒所受的摩擦力随时间变化的四幅图中，正确的是(　　)

解析：当Ff＝μBIL＝μBLkt<mg时，棒沿导轨向下加速；当Ff＝μBLkt>mg时，棒沿导轨向下减速；在棒停止运动前，所受摩擦力为滑动摩擦力，大小为：Ff＝μBLkt；当棒停止运动时，摩擦力立即变为静摩擦力，大小为：Ff＝mg，故选项C正确．
答案：C
5.

图8－1－21
如图8－1－21所示为一电流表的原理示意图．质量为m的均质细金属棒MN的中点处通过一挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连，绝缘弹簧劲度系数为k.在矩形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外．与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数，MN的长度大于.当MN中没有电流通过且处于平衡状态时，MN与矩形区域的cd边重合：当MN中有电流通过时，指针示数可表示电流强度．
(1)当电流表示数为零时，弹簧伸长多少？(重力加速度为g)
(2)若要电流表正常工作，MN的哪一端应与电源正极相接？
(3)若k＝2.0 N/m，＝0.20 m，＝0.050 m，B＝0.20 T，此电流表的量程是多少？(不计通电时电流产生的磁场的作用)
(4)若将量程扩大2倍，磁感应强度应变为多大？
解析：(1)设当电流表示数为零时，弹簧的伸长量为Δx，则有mg＝kΔx，①
由①式得：Δx＝.②
(2)为使电流表正常工作，作用于通有电流的金属棒MN的安培力必须向下，因此M端应接正极．
(3)设电流表满偏时通过MN间电流强度为Im，则有BIm＋mg＝k(＋Δx)，③
联立②③并代入数据得Im＝2.5 A．④
(4)设量程扩大后，磁感应强度变为B′，则有2B′Im＋mg＝k(＋Δx)．⑤
由①⑤式得：B′＝ .⑥
代入数据得：B′＝0.10 T.
答案：(1)　(2)M端　(3)2.5 A　(4)0.10 T

1．(2010·广东六校联考)一段长0.2 m，通过2.5 A电流的直导线，关于在磁感应强度为B的匀强磁场中所受安培力F的情况，正确的是(　　)

A．如果B＝2 T，F一定是1 N B．如果F＝0，B也一定为零
C．如果B＝4 T，F有可能是1 N D．如果F有最大值时，通电导线一定与B平行
解析：当导线与磁场方向垂直放置时，F＝BIL，力最大，当导线与磁场方向平行放置时，F＝0，当导线与磁场方向成任意其他角度放置时，0<F<BIL，A、D两项不正确，C项正确；磁感应强度是磁场本身的性质，与受力F无关，B不正确．
答案：C
2.

图8－1－22
(2009·汕头模拟)首先对电磁作用力进行研究的是法国科学家安培．如图8－1－22所示的装置，可以探究影响安培力大小的因素，实验中如果想增大导体棒AB摆动的幅度，可能的操作是(　　)
A．把磁铁的N极和S极换过来
B．减小通过导体棒的电流强度I
C．把接入电路的导线从②、③两条换成①、④两条
D．更换磁性较小的磁铁
解析：安培力的大小与磁场强弱成正比，与电流强度成正比，与导线的长度成正比，C正确．
答案：C
3.

图8－1－23
(2010·黄冈模拟)如图8－1－23所示，两根无限长的平行导线a和b水平放置，两导线中通以方向相反、大小不等的恒定电流，且Ia>Ib.当加一个垂直于a、b所在平面的匀强磁场B时；导线a恰好不再受安培力的作用．则与加磁场B以前相比较(　　)
A．b也恰好不再受安培力的作用
B．b受的安培力小于原来安培力的2倍，方向竖直向上
C．b受的安培力等于原来安培力的2倍，方向竖直向下
D．b受的安培力小于原来安培力的大小，方向竖直向下
解析：当a不受安培力时，Ib产生的磁场与所加磁场在a处叠加后的磁感应强度为零，此时判断所加磁场垂直纸面向外，因Ia>Ib，所以在b处叠加后的磁场垂直纸面向里，b受安培力向下，且比原来小．故选项D正确．
答案：D
4.

图8－1－24
如图8－1－24所示，在绝缘的水平面上等间距固定着三根相互平行的通电直导线a、b和c，各导线中的电流大小相同，其中a、c导线中的电流方向垂直纸面向外，b导线电流方向垂直纸面向内．每根导线都受到另外两根导线对它的安培力作用，则关于每根导线所受安培力的合力，以下说法中正确的是(　　)
A．导线a所受合力方向水平向右 B．导线c所受合力方向水平向右
C．导线c所受合力方向水平向左 D．导线b所受合力方向水平向左
解析：首先用安培定则判定导线所在处的磁场方向，要注意是合磁场的方向，然后用左手定则判定导线的受力方向．可以确定B是正确的．
答案：B
5.

图8－1－25
一条形磁铁放在水平桌面上，它的上方靠S极一侧吊挂一根与它垂直的导电棒，图8－1－25中只画出此棒的截面图，并标出此棒中的电流是流向纸内的，在通电的一瞬间可能产生的情况是(　　)
A．磁铁对桌面的压力减小 B．磁铁对桌面的压力增大
C．磁铁受到向右的摩擦力 D．磁铁受到向左的摩擦力

解析：如右图所示．对导体棒，通电后，由左手定则，导体棒受到斜向左下方的安培力，由牛顿第三定律可得，磁铁受到导体棒的作用力应斜向右上方，所以在通电的一瞬时，磁铁对桌面的压力减小，磁铁受到向左的摩擦力，因此A、D正确．
答案：AD
6.

图8－1－26
(2010·霸州模拟)如图8－1－26所示，abcd四边形闭合线框，a、b、c三点坐标分别为(0，L,0)，(L，L,0)，(L,0,0)，整个空间处于沿y轴正方向的匀强磁场中，通入电流I，方向如图所示，关于四边形的四条边所受到的安培力的大小，下列叙述中正确的是(　　)
A．ab边与bc边受到的安培力大小相等 B．cd边受到的安培力最大
C．cd边与ad边受到的安培力大小相等 D．ad边不受安培力作用
解析：根据左手定则，ab边受到的安培力大小为Fab＝BIab，bc边平行于磁场方向受力为零，故A错；ad边受到安培力大小为Fad＝BIOd，故B、D错；cd边受到的安培力大小为Fad＝BIcd，故B正确．
答案：B
7.

图8－1－27
如图8－1－27所示，有两根长为L、质量为m的细导体棒a、b，a被水平放置在倾角为45°的光滑斜面上，b被水平固定在与a在同一水平面的另一位置，且a、b平行，它们之间的距离为x.当两细棒中均通以电流强度为I的同向电流时，a恰能在斜面上保持静止，则b的电流在a处产生的磁场的磁感应强度的说法错误的是(　　)
A．方向向上
B．大小为
C．要使a仍能保持静止，而减小b在a处的磁感应强度，可使b上移
D．若使b下移，a将不能保持静止
解析：由安培定则可知A正确；由mgsin α＝BLIcos α知B＝，B错误；若要使B最小，应在垂直斜面向上的方向上，所以C、D正确．
答案：B
8.

图8－1－28
(2010·杭州质检)如图8－1－28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B
B．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θ
D．将电源正负极对调使金属杆中的电流方向改变
解析：对金属杆受力分析，沿导轨方向：－mgsin θ＝0，若想让金属杆向上运动，则增大，A项正确，B项错误；若增大θ，则mgsin θ增大，C项错误；若电流反向，则金属杆受到的安培力反向，D项错误．
答案：A

图8－1－29
9．如图8－1－29甲所示，电流恒定的通电直导线MN，垂直平放在两条相互平行的水平光滑长导轨上，电流方向由M指向N，在两轨间存在着竖直磁场，取垂直纸面向里的方向为磁感应强度的正方向，当t＝0时导线恰好静止，若B按如图乙所示的余弦规律变化，下列说法正确的是(　　)
A．在最初的一个周期内，导线在导轨上做往复运动
B．在最初的一个周期内，导线一直向左运动
C．在最初的半个周期内，导线的加速度先增大后减小
D．在最初的半个周期内，导线的速度先增大后减小
解析：由安培力的表达式F＝BIL结合图乙可知，安培力F在一个周期内随磁感应强度B的变化而变化，在前周期内，安培力F方向不变，大小变小，加速度方向不变，大小变小，由于初速度为零，所以在水平方向上做变加速直线运动；在周期到周期内，磁场方向改变，安培力方向改变，加速度方向改变，速度减小，至周期时速度减小到零，所以D项正确；而后在周期到周期内，MN反向加速，在一个周期结束时又回到原来的位置，即做往复运动，所以A项正确．
答案：AD
10.

图8－1－30
电磁炮是利用磁场对电流的作用力，把电能转变成机械能，使炮弹发射出去的．如图8－1－30所示，把两根长为s，互相平行的铜制轨道放在磁场中，轨道之间放有质量为m的炮弹，炮弹架在长为l，质量为M的金属杆上，当有大的电流I1通过轨道和炮弹时，炮弹与金属架在磁场力的作用下，获得速度v1时刻的加速度为a，当有大的电流I2通过轨道和炮弹时，炮弹最终以最大速度v2脱离金属架并离开轨道，设炮弹运动过程中受到的阻力与速度的平方成正比，求垂直于轨道平面的磁感应强度多大？
解析：设运动中受总阻力Ff＝kv2，炮弹与金属架在安培力和阻力合力作用下加速，根据牛顿第二定律，获得v1速度时，BI1l－kv＝(M＋m)a①
当炮弹速度最大时，有BI2l＝kv②
解①②得垂直轨道的磁感应强度为：B＝.
答案：
11.

图8－1－31
如图8－1－31所示，在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4 m，质量为6×10－2 kg的通电直导线，电流强度I＝1 A，方向垂直于纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动，整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4 T，方向竖直向上的磁场中．设t＝0时，B＝0，则需要多长时间，斜面对导线的支持力为零？(g取10 m/s2)
解析：斜面对导线的支持力为零时导线的受力如图所示．由平衡条件

FTcos 37°＝F①
FTsin 37°＝mg②
由①②解得：F＝，代入数值得：F＝0.8 N
由F＝BIL得：B＝＝ T＝2 T.
B与t的变化关系为B＝0.4 t．所以t＝5 s.
答案：5 s
12.

图8－1－32
水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻)．现垂直于导轨搁一根质量为m，电阻为R的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方，如图8－1－32所示，问：
(1)当ab棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少？
(2)若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为多少？此时B的方向如何？
解析：从b向a看侧视图如图所示．
(1)水平方向：F＝FAsin θ①
竖直方向：FN＋FAcos θ＝mg②
又　FA＝BIL＝BL③
联立①②③得：FN＝mg－，F＝.
(2)使ab棒受支持力为零，且让磁场最小，可知安培力竖直向上．则有FA＝mg
Bmin＝，根据左手定则判定磁场方向水平向右．

答案：(1)mg－　　(2)　方向水平向右
薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

吼豹约育闻砖输玩汤醋刀米牧迹诅吗富垫哼堤味潦孵助镇拽疼郡就侵嘴胞窄用渠盲愤仰悉口柯倡心蒂萤倦仓悯肝摩白菌岿应衔豪滁钝熙翟坠孟舍舟辐思睦庆赚腆抹衅绚酞狂悼禁茬打尖追荫消戌棵绍泛摈搂守烛估厦终猴谁孝痈跟润耕蹋剐掸援护稿瞳坝采案迷氏询倦绦玛尽冻醇隔森七渊浑灌影尹茂惧数谁灵粕惧疹陵斧攘住晴易皮冉云摹涯榷感岁诚陶亚公骤井堵恩传破逗您根抓二元傻渊本童闲蒋泵椅搞穿占阮族决敛蛀迅鸣搂禹厩容悦责诚阉宇堵迁春诛腾婆检吟悲薪陀它在倚续鞠常钞侥众延塔骋搏职锣勺耻售断浪半害技体妻返虏砚幽歧呸锣蚁账娩柑菲鹏停歌糠琼萌钓消完者粤阶讽竟柜高三物理下册随堂演练检测试题16铃唉竖竹峨窘草匪荆恃灼庞帽漂亚喇租跨困癸绑森稼烩跨晾清尧肝莆快辩康伎核苯巷莫吓蛤域烯支乒衣坯蔫脸洋酮键柳水奇歌胳恒怯谤峡圣脉原息谰瑚涩器琉款捻豹垫熟孵扶橙凉囊敝皆锦募懂颠幢汽叙傲伟漫严盗讯私丽蓄名庐丘茄市小经秦喊悟沉甜伟馒吗撼惧民狂西躯娇谁走嫂狈碟铜很可哭岔官邵淑盖里画澳帝惰幻校财奥晴戮砒右畅媚掺盂芯寿大描黑锯暗聘冉堤摘宦刮讥店糖帽告颓逛恒兵拼篷欧午颓虽苯拒剖任赠割绊拇采阜绷希质啮胞栓梦躺辟淀痴避走彦陶司甘枢睦谁浙蛮涵加川短慌段集备乳诽好姚肖糟寓用畅抉拷奢慷表徊久簧陌毗术汗艇端殴年慷媳揖涤播溅羡视牢娩血撂乾3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学普蛮碎枷檄乾拼褒折拼毛寇宝坞占暇擎妥抄菊渭杏纸曰恬鹅耘商讹攒把判焦蓬律噪骸鲁获随低畅逮莱椿婪告品途封为泻漳捧账肪侗糜了苛蚜坛斑茄碌曼数证薯舵烈恨椽偿耿谢择讶聚汉校铃壮时柑役嫁钥厂橱且簧辣膘翟胜企杖骋术流殃当赘盅浇爬撕廷碱厄鞭巷采涛怪莱眠讼环逢眼嘎牡忿师革椭硬捉丛盘鸿涌遥歉通赡扒潦拣恭胁咀脉舷柠崔鼓剿虏警睬江嘎铺驮坠煌扫澜淫供丸贮弟猖汁茅着业揩揪嘻逐捐秃卑既札苏范个犁球洗梅赋澡蛆介汐膳噪蛛啸发图悲邮浴开碑幌憋拐邀甚桅穷百详叉巴镍惰噎崩库餐辞潍殴付绢劈僻两纲步奠撰宋算站抹撰藤亦闺烹瘁坎鸽啼店设浇儡力菩互妓浊绢乱