2015届高考物理第一轮课时知识点检测33.doc

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课时作业(三十四)　磁场对通电导线的作用力——安培力

第1题图
1．如图所示，质量为m的通电导体棒ab置于倾角为θ的导轨上．若已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ，在图所加的各种磁场中，导体棒均处于静止状态，则导体棒与导轨间摩擦力可能为零的是(　　)
A
　　　B

C
　　　D

2．如图所示，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(　　)

第2题图

和cd 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
3．在图所示电路中，电池均相同，当开关S分别置于a、b两处时，导线MM′与NN′之间的安培力的大小分别为fa、 fb，可判断这两段导线(　　)

第3题图

A．相互吸引， fa＞fb B．相互排斥， fa＞fb
C．相互吸引， fa＜fb D．相互排斥， fa＜fb
4．如图所示，两个完全相同的闭合导线环挂在光滑绝缘的水平横杆上，当导线环中通有同向电流时(如图所示)，两导线环的运动情况是(　　)

第4题图
A．互相吸引，电流大的环其加速度也大
B．互相排斥，电流小的环其加速度较大
C．互相吸引，两环加速度大小相同
D．互相排斥，两环加速度大小相同
5．(13年江苏模拟)如图所示，长直导线与矩形导线框固定在同一平面内，直导线中通有图示方向电流．当电流逐渐减弱时，下列说法正确的是(　　)

第5题图

A．穿过线框的磁通量不变
B．线框中产生顺时针方向的感应电流
C．线框中产生逆时针方向的感应电流
D．线框所受安培力的合力向左
6．一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(　　)

第6题图

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
7．如图所示，台秤上放一光滑平板，其左边固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时台秤读数为T1，现在磁铁上方中心偏左位置固定一导体棒，当导体棒中通以方向如图所示电流后，台秤读数为T2，则以下说法正确的是(　　)

第7题图

A．弹簧长度将变长 B．弹簧长度将变短
C．T1>T2 D．T1<T2

第8题图
8．如图所示，质量为m、长为L的导体棒电阻为R，初始时静止于光滑的水平轨道上，电源电动势为E，内阻不计．匀强磁场的磁感应强度为B，其方向与轨道平面成θ角斜向上方，电键闭合后导体棒开始运动，则(　　)
A．导体棒向左运动
B．电键闭合瞬间导体棒MN所受安培力为BEL/R
C．电键闭合瞬间导体棒MN所受安培力为BELsinθ/R
D．电键闭合瞬间导体棒MN的加速度为BELsinθ/mR
9．(13年江苏模拟)如图，光滑的水平桌面处在竖直向下的匀强磁场中，桌面上平放一根一端开口、内壁光滑的绝缘细管，细管封闭端有一带电小球，小球直径略小于管的直径，细管的中心轴线沿y轴方向．在水平拉力F作用下，细管沿x轴方向做匀速运动，小球能从管口处飞出，小球在离开细管前的运动加速度a、拉力F随时间t变化的图象中，正确的是(　　)

第9题图
A
　　　B

C
　　　D

10．如图所示，导体杆ab的质量为m，电阻为R，放置在与水平面夹角为θ的倾斜导轨上，导轨间距为d，电阻不计，系统处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，电源内阻　　　　　　
不计．

第10题图

(1)若导轨光滑，电源电动势E多大时才能使导体杆静止在导轨上？
(2)若杆与导轨之间的动摩擦因数为μ，且不通电时导体不能静止在导轨上，要使杆静止在导轨上．电源的电动势E应为多大？

11．如图所示，电源电动势E＝2.4 V，r＝0.4 Ω，电阻R2＝0.2 Ω.CD、EF为竖直平面内的平行光滑导电轨道，间距L＝25 cm，水平匀强磁场垂直轨道平面，轨道电阻不计，ab为铜棒，质量m＝5 g，电阻为R1＝0.2 Ω，可以在轨道上自由滑动，滑动时保持水平，(g取10 N/kg)求：

第11题图

(1)S断开，要ab保持不动，磁感应强度应多大？
(2)S接通瞬间，铜棒的加速度为多大？

课时作业(三十四)　磁场对通电导线的作用力——安培力
　1.AB　【解析】 要使静摩擦力为零，如果N＝0，必须f＝0.B选项中安培力的方向竖直向上与重力的方向相反可能使N＝0，B是正确的；如果N≠0，则导体除受静摩擦力f以外的其他力的合力只要为零，那么f＝0.在A选项中，导体所受到的重力G、支持力N及安培力F安三力合力可能为零，则导体所受静摩擦力可能为零，选项的CD选中，从导体所受到的重力G、支持力N及安培力F安三力的方向分析，合力不可能为零，所以导体所受静摩擦力不可能为零，故正确的选项应为AB.
　2.A　【解析】 由左手定则及力的合成可知合力方向沿纸面向上，故知C、D选项错误．再由安培力公式F＝BIL可得合力大小为(＋1)ILB.选项A正确．
　3.D　【解析】 无论开关置于a还是置于b，两导线中通过的都是反向电流，相互间作用力为斥力，A、C错误．开关置于位置b时电路中电流较大，导线间相互作用力也较大，故D正确．
　4.C　【解析】 本题可采用等效法，将两环形电流等效为两磁体，如图所示，可知两线圈相互吸引，且由牛顿第二、第三定律知，两环的加速度大小相等．
　5.BD　【解析】 当电流逐渐减弱，穿过线框的磁通量减小，A错误；由楞次定律可判断线圈产生顺时针电流，B正确，C错误．如图，由左手定则可判断ab受向左安培力cd受向右安培力，因为ab靠近直导线，故合力方向为左，线圈上下所受安培力相互平衡，D正确，故选BD.

第5题图

　6.AD　【解析】 如图所示，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．

第6题图

　7.BC　【解析】 导体棒受到的安培力方向斜向右下方，由牛顿第三定律可知磁铁受到的磁场力斜向左上方，电流对磁铁的磁场力的竖直分量使条形磁铁对台秤压力减小，故知：T1>T2，电流对磁铁的磁场力的水平分量使磁铁左移，故弹簧长度将变短，B、C正确．
　8.BD　【解析】 磁场方向与导体棒垂直，导体棒所受安培力F＝BIL＝，方向为垂直于磁场方向与导体棒方向所确定的平面斜向下，其有水平向右的分量，故A、C错误；B正确．导体棒受到的合力F合＝Fcos(90°－θ)＝Fsinθ，则a＝＝，D正确．
　9.BD　【解析】 因为小球离开细管前，在水平方向上和细管一起做匀速直线运动，由F＝qvB可知，由于水平方向速度不变，沿管方向力F不变，所以加速度不变，故A错，B对；由于沿管方向小球做加速运动，由左手定则可知F将不断增大，故选BD.
　10.(1)tanθ
(2)≤E≤　
【解析】 (1)导体杆ab的受力如图所示：重力mg、安培力F，导轨的支持力FN.mg与F的合力与FN是一对平衡力，mg与F垂直，由图可知F＝IBd，即Bd＝mgtanθ，E＝tanθ

第10题图

　(2)导体杆与导轨有摩擦，导体杆在导轨上静止有两种可能性：当电流偏大时，导体杆有向上滑动的趋势，此时摩擦力向下；当电流偏小时，导体杆有向下滑动的趋势，摩擦力向上．
　导轨的支持力　FN＝mgcosθ＋Fsinθ
　导轨对导体杆的静摩擦力　Ff＝μ(mgcosθ＋Fsinθ)
　当电流较大时有　Fcosθ－mgsinθ≤μ(mgcosθ＋Fsinθ)
　可得F≤mg①
　当电流较小时有mg sinθ－Fcosθ≤μ(mgcosθ＋Fsinθ)
　可得F≥mg②
　F＝IBd＝Bd③
　由①②③三式可得
　≤E≤.
　11.(1)5×10－2 T　(2)4m/s2　【解析】 (1)当S断开时，通过铜棒的电流：I＝＝ A＝4A; 由左手定则可知安培力竖直向上，可与重力平衡，BIL＝mg，所以磁感应强度为：B＝＝ T＝5×10－2T.
(2)当S接通时，外电路R2与R1并联，总电阻R＝＝Ω＝0.1Ω.I′＝＝4.8A，此时铜棒中电流　I1＝I′＝×4.8A＝2.4A，这时安培力小于重力，铜棒有向下的加速度：a＝＝
m/s2
＝4m/s2.

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。

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