教科版高中物理选修3-13.2.磁场对通电导线的作用——安培力名师精编作业.doc

……………………………………………………………名校名师推荐………………………………………………… PAGE PAGE 1 2.磁场对通电导线的作用——安培力练习 1．在下列各图中，分别标出了磁场B的方向，电流I的方向和导线所受安培力F的方向，其中正确的是(　　)． 2．一根长为0.2 m、电流为2 A的通电导线，放在磁感应强度为0.5 T的匀强磁场中， A．0.4 N B．0.2 N C．0.1 N D．0 3.电磁轨道炮工作原理如图所示．待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触．电流I从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回．轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场(可视为匀强磁场)，磁感应强度的大小与I成正比．通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出．现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的办法是(　　)． A．只将轨道长度L变为原来的2倍 B．只将电流I增加至原来的2倍 C．只将弹体质量减至原来的一半 D．将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，其他量不变 4. 在如图所示电路中，电池均相同，当电键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(　　)． 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 5．通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，电流方向如图所示，ad边与MN平行．关于MN中电流产生的磁场对线框的作用，下列叙述中正确的是(　　)． A．线框有两条边所受到的安培力方向相同 B．线框有两条边所受到的安培力大小相同 C．整个线框有向里收缩的趋势 D．若导线MN向左微移，各边受力将变小，但合力不变 6．如图所示，水平方向有一匀强磁场，磁感应强度大小为B＝0.2 T，有一段通电导线竖直放置，长度为L＝0.8 m，当导线中通入大小为I＝1 A， (1)导线所受安培力有多大？方向如何？ (2)若将导线在纸面内沿顺时针方向转过90°，则安培力的大小是多少？ (3)若将导线在垂直纸面的平面内转动，分别说明它所受安培力的大小和方向是否变化？ 7．如图所示，电源的电动势E＝2 V，内阻r＝0.5 Ω，两竖直导轨间的距离L＝0.2 m，竖直导轨的电阻可以忽略不计．金属棒的质量m＝0.1 kg，电阻R＝0.5 Ω，它与导轨间的动摩擦因数μ＝0.4，在纸外一侧垂直靠在两导轨上．为使金属棒不下滑，施一与纸面成30°夹角、与导线垂直且斜向纸里的磁场，则磁感应强度的大小应满足什么条件？(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g＝ 参考答案 1. 答案：C　解析：本题考查用左手定则判断安培力的方向．根据左手定则，四指指向电流方向，让磁感线垂直穿入手心，则大拇指所指的方向即是安培力的方向，只有C符合左手定则．故正确选项为C. 2. 答案：BCD　解析：由安培力的公式F＝ILBsin θ可知，安培力的大小与I和B的夹角有关．当θ＝90°时，F最大，Fmax＝ILB＝2×0.2×0.5 N＝0.2 N．当θ＝0°时，F最小，Fmin＝0，故F的大小范围是0≤F≤0.2 N，故选B、C、D. 3. 答案：BD　解析：由题意可知，B＝kI，设轨道宽为d，则F安＝BId＝kI2d，由动能定理得，F安·L＝，联立以上式子解得，v＝，选项B、D正确． 4. 答案：D　解析：电键S闭合后，MM′、NN′中产生平行反向电流，据安培定则和左手定则可知，两导线相互排斥，A、C错；电键S置于b处时，两段导线中的电流较大，导线产生较强的磁场，对另一导线产生较大的安培斥力，即Fa＜Fb，故B错，D对． 5. 答案：B　解析：由直线电流产生磁场的特点可知，与导线距离相等的位置磁感应强度大小相等．因此ab与cd边受到的安培力大小相等，但ab受力方向向下，cd受力方向向上，即两者的方向相反．ad受力方向向左，bc受力方向向右，但ad受到的力大于bc受到的力，A、C错B对；MN向左微移，则线框各边所在处磁场均减弱，故各边受力均变小，但ad边所在处减弱更多，故线框所受向左的合力变小，D错． 6. 答案：(1)0.16 N　垂直纸面向里　(2)0　(3)F大小不变，方向不断改变 解析：(1)由于电流方向与磁场方向垂直，故F＝BIL＝0.16 N，由左手定则可判断出安培力的方向垂直纸面向里． (2)将导线在纸面内沿顺时针方向转过90°，此时电流方向与磁场方向平行，故安培力的大小F＝0. (3)将导线在垂直纸面的平面内转动，由于任意位置电流方向与磁场方向均垂直，故安培力的大小不变，由左手定则知，安培力的方向不断改变． 7. 答案：3.0 T≤B≤16.3 T 解析：对金属棒进行受力分析，