2014高中物理33探究安培力每课一练(粤教版选修31).doc

3.3 探究安培力 每课一练（粤教版选修3-1） (时间：60分钟) 知识点一　安培力的大小和方向 1．一根容易形变的弹性导线，两端固定，导线中通有电流，方向如下图中箭头所示．当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是 (　　)．[ 解析　A图中I与B平行应不受安培力，故A错误，由左手定则知B、C错误，D正确． 答案　D 2．将长度为20 cm，通有0.1 A电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场方向如图3－3－10所示．已知磁感应强度为1 T，试求出下列各图中导线所受安培力的大小． 图3－3－10 解析　由安培力的计算公式得：甲图中因导线与磁感线平行，所以安培力为零；乙图中安培力的大小F＝BIL＝1 N×0.1×0.2＝0.02 N；丙图中安培力的大小F＝BIL＝0.02 N. 答案　0　0.02 N　0.02 N 图3－4－11 3．(双选)通??矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，电流方向如图3－4－11所示，ab边与MN平行．关于MN的磁场对线框的作用，下列叙述正确的是 (　　)． A．线框有两条边所受的安培力方向相同 B．线框有两条边所受的安培力大小相同 C．线框所受安培力的合力向左D．线框将绕MN转动 解析　通电矩形线框abcd在无限长直通电导线形成的磁场中，受到磁场力的作用，对于ad边和bc边，所在的磁场相同，但电流方向相反，所以ad边、bc边受磁场力(安培力)大小相同，方向相反，即ad边和bc边受合力为零．而对于ab和cd两条边，由于在磁场中，离长直导线的位置不同，ab边近而且由左手定则判断受力向左，cd边远而且由左手定则判断受力向右，所以ab边、cd边受合力方向向左，故B、C选项正确． 答案　BC 知识点二　安培力作用下导体的运动与平衡 图3－3－12 4．如图3－3－12所示，挂在天平底部的矩形线圈abcd的一部分悬在匀强磁场中，当给矩形线圈通入如图所示的电流I时，调节两盘中的砝码，使天平平衡．然后使电流I反向，这时要在天平的左盘上加质量为2×10－2 kg的砝码，才能使天平重新平衡．求磁场对bc边作用力的大小．若已知矩形线圈共10匝，通入的电流I＝0.1 A，bc边长度为10 cm，求该磁场的磁感应强度．(g取10 m/s2)[ 解析　根据F＝BIL可知，电流反向前后，磁场对bc边的作用力大小相等，设为F，但由左手定则可知它们的方向是相反的．电流反向前，磁场对bc边的作用力向上，电流反向后，磁场对bc边的作用力向下．因而有2F＝2×10－2×10 N＝0.2 N，所以F＝0.1 N，即磁场对bc边的作用力大小是0.1 N．因为磁场对电流的作用力F＝NBIL，故B＝eq \f(F,NIL)＝eq \f(0.1,10×0.1×0.1) T＝1 T. 答案　0.1 N　1 T[ 图3－3－13 5．质量为m的导体棒MN静止于宽度为L的水平导轨上，通过MN的电流为I，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与导轨平面成θ角斜向下，如图3－3－13所示，求MN所受的支持力和摩擦力的大小． 解析　导体棒MN处于平衡状态，注意题中磁场方向与MN是垂直的，作出其侧视图， 对MN进行受力分析，如图所示． 由平衡条件有： Ff＝Fsin θ， FN＝Fcos θ＋mg，其中F＝BIL 解得：FN＝BILcos θ＋mg，Ff＝BILsin θ. 答案　BILcos θ＋mg　BILsin θ 知识点三　磁感应强度 6．有关磁感应强度的下列说法中，正确的是 (　　)． 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．磁感应强度是用来表示磁场强弱及方向的物理量 B．若有一小段通电导体在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零 C．若有一小段长为L，通以电流为I的导体，在磁场中某处受到的磁场力为F，则该处磁感应强度的大小一定是eq \f(F,IL) D．由定义式B＝eq \f(F,IL)可知，电流强度I越大，导线L越长，某点的磁感应强度越小 解析　引入磁感应强度的目的就是用来描述磁场强弱及方向的物理量，故A选项正确；磁感应强度与I和L无关，在B＝eq \f(F,IL)中，B、F、L必须相互垂直，故选项A正确． 答案　A 图3－3－14 7．如图3－3－14所示，通电导线L垂直放于磁场中，导线长8 m，磁感应强度B的值为2 T，导线所受的力为32 N，求导线中电流的大小． 解析　由F＝BIL得I＝eq \f(F,BL)＝eq \f(32,2×8) A＝2 A. 答案　2 A 知识点四　磁通量 图3－3－15 8．如图3－3－15所示，大圆导线环A中通有电流I，方向如图，另在导线环所在的平面