人教版高中物理选修3-1通电导线在磁场中受到的力名师精编作业.doc

……………………………………………………………名校名师推荐………………………………………………… PAGE PAGE 1 通电导线在磁场中受到的力 (40分钟　50分) 一、选择题(本题共6小题,每小题5分,共30分。多选题已在题号后标出) 1.关于安培力的说法中正确的是(　　) A.通有一定电流的长度一定的直导线在匀强磁场中所受安培力的大小是一定的 B.安培力的大小与磁感应强度成正比,与电流成正比,而与其他量无关 C.安培力的方向总是垂直于磁场和通电直导线所构成的平面 D.安培力的方向不一定垂直于通电直导线 2.(多选)关于磁电式电流表内的磁铁和铁芯间的矩形线圈与该磁场的关系,下列说法中正确的有(　　) A.通电线圈旋转的角度不同,它的平面与磁感线的夹角也不同 B.不管通电线圈转到什么位置,它的平面都与磁感线相平行 C.通电线圈旋转的角度不同,它所在位置的磁感应强度大小也不同 D.不管通电线圈转到什么位置,它所在位置的磁感应强度大小都相等 3.一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置,且两个线圈的圆心重合,当两线圈通以如图所示的电流时,从左向右看,则线圈L1将(　　) A.不动　　　　　 B.顺时针转动 C.逆时针转动 D.向纸面内平动 4.如图所示,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 5.如图所示,长为2l的直导线折成边长相等,夹角为60° A.0　　　B.0.5BIl　　　C.BIl　　　D.2BIl 6.(多选)如图,质量为m、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于O、O′,并处于匀强磁场中。当导线中通以沿x正方向的电流I,且导线保持静止时,悬线与竖直方向夹角为θ。则磁感应强度方向和大小可能为(　　) A.z正向,mgILtanθ C.z负向,mgILtanθ D.沿悬线向上,m 二、计算题(本题共2小题,共20分。需写出规范的解题步骤) 7.(10分)如图所示,两根平行金属导轨M、N,电阻不计,相距0.2m,上边沿与导轨垂直方向放一个质量为m=5×10-2kg的金属棒ab,ab的电阻为0.5Ω。两金属导轨一端通过电阻R和电源相连。电阻R=2Ω,电源电动势E=6V,电源内阻r=0.5Ω 8.(10分)(能力挑战题)(2013·浙江高考)为了降低潜艇噪音,提高其前进速度,可用电磁推进器替代螺旋桨。潜艇下方有左、右两组推进器,每组由6个相同的、用绝缘材料制成的直线通道推进器构成,其原理示意图如下。在直线通道内充满电阻率ρ=0.2Ω·m的海水,通道中a×b×c=0.3m×0.4m×0.3m的空间内,存在由超导线圈产生的匀强磁场,其磁感应强度B=6.4T、方向垂直通道侧面向外。磁场区域上、下方各有a×b=0.3m×0.4 m的金属板M、N,当其与推进器专用直流电源相连后,在两板之间的海水中产生了从N到M,大小恒为I=1.0×103A的电流,设该电流只存在于磁场区域。不计电源内阻及导线电阻,海水密度ρm=1.0×103 (1)求一个直线通道推进器内磁场对通电海水的作用力大小,并判断其方向; (2)在不改变潜艇结构的前提下,简述潜艇如何转弯?如何“倒车”? (3)当潜艇以恒定速度v0=30m/s前进时,海水在出口处相对于推进器的速度v=34m/s,思考专用直流电源所提供的电功率如何分配,求出相应功率的大小。 答案解析 1.【解析】选C。当通电直导线与磁场方向平行时,不受安培力作用,当通电直导线与磁场方向垂直时,安培力最大,A错误;安培力的大小与磁感应强度B、导线有效长度L及B与I的夹角有关,B错误;安培力的方向总是垂直于磁场和通电直导线所构成的平面,C正确;安培力的方向一定垂直于通电直导线,D错误。 2.【解析】选B、D。磁电式电流表内的磁铁的磁场是均匀辐向分布的,磁场处处与线圈平行,A错误,B正确;无论线圈转到何处,线圈所在处的磁感应强度大小都相等,C错误,D正确。 3.【解析】选B。环形电流I1、I2之间不平行,则必有相对转动,直到两环形电流同向平行为止,据此可得线圈L1的转动方向应是从左向右看顺时针转动。 4.【解析】选C。首先对MN进行受力分析,受竖直向下的重力G、两根细软导线的竖直向上的拉力和安培力。处于平衡时:2F+BIL=G,重力恒定不变,欲使拉力F减小到0,应增大安培力,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。 5.【解析】选C。如图,V形导线通入电流I时每条边受到的安培力大小均为BIl,方向分别垂直于导线斜向上,再由平行四边形定则可得其合力