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1、第1節(jié) 探究磁場對電流的作用
基礎鞏固
1.發(fā)現(xiàn)通電導線周圍存在磁場的科學家是 ( )
A.洛倫茲 B.庫侖
C.法拉第 D.奧斯特
解析:1820年4月,奧斯特在哥本哈根大學的一間教室上課,在做實驗時,發(fā)現(xiàn)通電導線周圍存在磁場.
答案:D
2.如圖6-1-13所示,磁感應強度和通電導體中的電流方向均垂直紙面向里,則關于通電導體所受磁場力,下面判斷正確的是 ( )
圖6-1-13
A.磁場力垂直導體,方向向左
B.磁場力垂直導體,方向向右
C.磁場力垂直導體,方向向上
2、D.磁場力為零
解析:電流方向與磁場方向平行,通電導線所受磁場力為零,故選D.
答案:D
3.如圖6-1-14所示,一根長直導線穿過載有恒定電流的金屬環(huán)的中心且垂直于環(huán)面,導線和金屬環(huán)中的電流如圖所示,那么金屬環(huán)所受安培力 ( )
圖6-1-14
A.沿圓環(huán)半徑向里
B.等于零
C.沿圓環(huán)半徑向外
D.水平向左
解析:環(huán)形電流I1和直線電流I2激發(fā)的磁場的磁感線處處平行,所以金屬環(huán)所受安培力為零,故B正確,A、C、D錯誤.
答案:B
4.關于磁電式電流表的有關說法,下列正確的是 ( )
A.電流表的工作原理是安培力對通電導線的加速作用
3、
B.電流表的工作原理是安培力對通電導線的轉(zhuǎn)動作用
C.電流表指針的偏轉(zhuǎn)角與所通電流成正比
D.電流表指針的偏轉(zhuǎn)角與所通電流成反比
答案:BC
知能提升
5.如圖6-1-15所示電路中,電池均相同,當電鍵S分別置于a、b兩處時,導致MM′與NN′之間的安培力的大小分別為Fa、Fb,可判斷這兩段導線
( )
圖6-1-15
A.相互吸引,F(xiàn)a>Fb B.相互排斥,F(xiàn)a>Fb
C.相互吸引,F(xiàn)a
4、L,共N匝,線圈下部懸在勻強磁場中,磁場方向垂直紙面.當線圈中通有電流I時,方向如圖所示,在天平左、右兩盤各加質(zhì)量分別為m1、m2的砝碼,天平平衡,當電流反向時(大小不變),右盤再加上質(zhì)量為m的砝碼后,天平重新平衡,由此可知 ( )
圖6-1-16
A.磁感應強度的方向垂直紙面向里,大小為
B.磁感應強度的方向垂直紙面向里,大小為
C.磁感應強度的方向垂直紙面向外,大小為
D.磁感應強度的方向垂直紙面向外,大小為
解析:本題考查安培力與受力平衡.由題意可知,電流反向前受安培力向下,反向后受安培力向上,根據(jù)左手定則可知磁場方向垂直紙面向里;由平衡條件知,
5、電流反向前:m1g=m2g+F安,電流反向后:m1g=m2g-F安+mg,解得2F安=mg,又F安=NBIL,所以B=.故正確答案為B.
答案:B
圖6-1-17
7.如圖6-1-17所示,ab、cd為兩根相距0.2 m的平行金屬導軌,水平放置在垂直紙面向里的勻強磁場中,質(zhì)量為0.3 kg的通電導體棒MN靜止于水平導軌上,通以5 A的電流時,輕輕推動棒,棒沿導軌做勻速運動;當棒中電流增加到8 A時,棒能獲得2 m/s2的加速度,則勻強磁場的磁感應強度的大小為多少?
解析:當通以5 A的電流時
I1LB-f=0 ①
6、當棒中電流增加到8 A時
I2LB-f=ma ②
把L=0.2 m,m=0.3 kg,I1=5 A,I2=8 A,a=2 m/s2代入①②解得B=1 T.
答案:1 T
圖6-1-18
8.如圖6-1-18所示,導軌間的距離L=0.5 m,B=2 T,ab棒的質(zhì)量m=1 kg,物塊重G=3 N,ab棒與導軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,電源的電動勢E=10 V,r=0.1 Ω,導軌的電阻不計,ab棒電阻也不計,問R的取值范圍怎樣時棒處于靜止狀態(tài)?(g取10 m/s2)
解析:依據(jù)物體平衡條件可得:
恰不右滑時:G-μmg-BLI1=0 ①
恰不左滑時:G+μmg-BLI2=0 ②
依據(jù)全電路歐姆定律可得:
E=I1(R1+r) ③
E=I2(R2+r) ④
聯(lián)立①③得:R1=-r=9.9 Ω
聯(lián)立②④得:R2=-r=1.9 Ω
所以R的取值范圍為:1.9 Ω≤R≤9.9 Ω.
答案:1.9 Ω≤R≤9.9 Ω