2017-2018学年高中物理 第3章 磁场 4 通电导线在磁场中受到的力课时作业 新人教版选修3-1.docVIP

第三章　4 通电导线在磁场中受到的力 基础夯实 一、选择题(1～4题为单选题，5、6题为多选题) 1．(2017·浙江省温州中学高二上学期期中)下图中的通电导线在磁场中受力分析正确的是(　C　) 解析：根据左手定则可知，A．图中掌心向左，四指向里，则安培力应该垂直磁感线竖直向下，故A错误；B．图中因通电导线与磁场平行，则没有安培力，故B错误；C．图中掌心向里，四指斜向左下，则安培力垂直电流斜向下，故C正确；D．图中因通电导线与磁场平行，则没有安培力，故D错误。故选：C。 2．(2017·江西省宜春市高二上学期期末)已知北京地区地磁场的水平分量为3.0×10－5T。若北京市一高层建筑安装了高100m的金属杆作为避雷针，在某次雷雨天气中，当带有正电的乌云经过避雷针的上方时，避雷针开始放电，某一时刻的放电电流为1×105A，此时金属杆所受安培力的方向和大小分别为(　A　) A．方向向东，大小为300N B．方向向东，大小为30N C．方向向西，大小为300N D．方向向西，大小为30N 解析：当带有正电的乌云经避雷针放电时，放电电流方向沿避雷针向下，若面向北方而立，则空间水平磁场均为“×”，若右方为东方，左方为西方向，如图，由左手定则判定可知金属杆所受安培力的方向向东，大小为F＝BIL＝3.0×10－5×1×105×100N＝300N。故选A。 3．如图所示，在方框中有一能产生磁场的装置，现在在方框右边放一通电直导线(电流方向如图中箭头方向)，发现通电导线受到向右的作用力，则方框中放置的装置可能是下面哪个(　C　) 解析：根据通电导线受到向右的作用力，由左手定则判定导线处于垂直纸面向外的磁场中，根据右手定则可判只有C选项符合要求，故选C。 4．(2017·安徽省池州市高二上学期期末)如图所示，用两根轻细悬线将质量为m、长为l的金属棒ab悬挂在c、d两处，置于匀强磁场内。当棒中通以从a到b的电流I后，两悬线偏离竖直方向θ角而处于平衡状态。为了使棒平衡在该位置上，所加磁场的最小磁感应强度的大小、方向为(　D　) A．tanθ，竖直向上 B．tanθ，竖直向下 C．sinθ，平行悬线向下 D．sinθ，平行悬线向上 解析：要求所加磁场的磁感应强度最小，应使棒平衡时所受的安培力有最小值。由于棒的重力恒定，悬线拉力的方向不变，由画出的力的三角形可知，安培力的最小值为Fmin＝mgsinθ，即IlBmin＝mgsinθ，得Bmin＝sinθ，方向应平行悬线向上。故选D。 5．(2016·河北衡水中学高二上学期调研)如图所示，一条形磁铁静止在斜面上，固定在磁铁中心的垂直上方的水平导线中通有垂直流向纸外的恒定电流，若将磁铁的N极位置与S极位置对调后，仍放在斜面上原来的位置，若磁铁仍然静止，则磁铁对斜面的压力FN和摩擦力Ff的变化情况分别是(　BD　) A．FN增大 B．FN减小 C．Ff减小 D．Ff不变 解析：条形磁铁在导线处产生的磁场方向平行于斜面向上，由左手定则知导线所受安培力垂直斜面向上，根据牛顿第三定律知条形磁铁所受安培力垂直斜面向下，若将磁铁的N极位置与S极位置对调后，同理可知条形磁铁所受安培力垂直斜面向上，故磁铁对斜面的压力FN减小，根据平衡条件：Ff＝mgsinθ保持不变；故选BD。 6．实验室经常使用的电流表是磁电式电流表。这种电流表的构造如图甲所示。蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的。若线圈中通以如图乙所示的电流，则下列说法中正确的是(　ABD　) A．在量程内指针转至任一角度，线圈平面都跟磁感线平行 B．线圈转动时，螺旋弹簧被扭动，阻碍线圈转动 C．当线圈在如图乙所示的位置时，b端受到的安培力方向向上 D．当线圈在如图乙所示的位置时，安培力的作用使线圈沿顺时针方向转动 解析：指针在量程内线圈一定处于磁场之中，由于线圈与铁芯共轴，线圈平面总是与磁感线平行，故A正确。电表的调零使得当指针处于“0”刻线时，螺旋弹簧处于自然状态，所以无论线圈向哪一方向转动都会使螺旋弹簧产生阻碍线圈转动的力，故B正确。由左手定则知，b端受到的安培力方向向下，a端受到的安培力方向向上，安培力将使线圈沿顺时针方向转动，故C错误，D正确。 二、非选择题 7．如图所示，在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4m，质量为6×10－2kg的通电直导线，电流I＝1A，方向垂直纸面向外，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0.4T，方向竖直向上的磁场中，设t＝0，B＝0，则需要多长时间斜面对导线的支持力为零？(g取10m/s2) 答案：5s 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FTcos37°＝F ① FTsin37°＝mg ② 由①②解得：F＝ 代入数值得：F＝0.8N 由F＝BIL得：B＝＝T