2022年高中物理第6章磁吃電流和運動電荷的作用第1節(jié)探究磁吃電流的作用自我小測魯科版選修

2022年高中物理第6章磁吃電流和運動電荷的作用第1節(jié)探究磁吃電流的作用自我小測魯科版選修夯基達標1.如下圖所示,電流強度為I的一段通電直導線處于勻強磁場中,受到的安培力為F,圖中正確表示I和F方向的是（ ）2.在下面各圖中，標出通電導線ab所受的安培力方向.答案：(1)中F水平向左；(2)中F水平向右.3.在赤道上空，沿東西水平放置一根直導線，通以由西向東的電流，則此導線所受的磁場的作用力的方向是_.4.將長為1 m的導線ac從中點b折成如下圖所示形狀，放入B0.08 T的勻強磁場中，abc平面與磁場垂直.若在導線abc中通入25 A的直流電，則整個導線所受安培力的大小為_ N.5.如下圖所示，垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應強度B0.5 T，矩形金屬架ABCD放于光滑絕緣的水平面上，AD0.4 m，AD與BC之間接兩彈簧.當線框中有2 A的電流時，彈簧被壓縮，那么電流的方向是_，每只彈簧的彈力為_N.6.把一根柔軟的螺旋形彈簧豎直懸掛起來,使它下端剛好跟杯中的水銀面接觸,并使它組成如下圖所示的電路.當開并S接通后將看到的現象是（ ）A.彈簧向上收縮 B.彈簧被拉長 C.彈簧上下跳動 D.彈簧仍靜止不動能力提升7.在等邊三角形的三個頂點a、b、c處,各有一條長直導線垂直穿過紙面,導線中通有大小相等的恒定電流,方向如下圖.過c點的導線所受安培力的方向（ ）A.與ab邊平行,豎直向上B.與ab邊平行,豎直向下C.與ab邊垂直,指向左邊D.與ab邊垂直,指向右邊8.如下圖所示，一重為G1的通電圓環(huán)置于水平桌面上，環(huán)中電流方向為順時針方向(從上往下看)，在環(huán)的正上方用輕繩懸掛一條形磁鐵，磁鐵的中心軸線通過圓環(huán)中心，磁鐵的上端為N極，下端為S極，磁鐵自身重為G2.則下列關于圓環(huán)對桌面壓力F、磁鐵對輕繩拉力F的大小比較，正確的是( )A.FG1，FG2 B.FG1，FG2 C.FG1，FG2 D.FG1，FG29.已知質量為m的通電細桿ab與導軌間的動摩擦因數為，有電流時，ab恰好在導軌上靜止，如甲圖所示，乙圖是它的四個側視圖中可能的勻強磁場方向，其中能使桿ab與導軌之間摩擦力為零的圖是( ) 甲 乙10.如下圖所示，原來靜止的線圈通以逆時針方向的電流I，在其直徑AB上靠近B點放一根垂直于線圈平面的固定不動的長直導線，并通以如圖的電流I.在長直導線磁場的作用下線圈將( )A.向左平動 B.向右平動C.以直徑AB為軸轉動 D.靜止不動11.如下圖所示，MN、PQ為水平放置的金屬導軌，直導線ab與導軌垂直放置，導軌間距L10 cm，其電阻為0.4 ，導軌所在區(qū)域處在勻強磁場中，磁場方向豎直向下，磁感應強度B0.2 T.電池電動勢E1.5 V，內電阻r0.18 ，電阻R1.6 ，開關S接通后直導線ab仍靜止不動.求直導線ab所受的摩擦力的大小和方向.拓展探究12.如下圖所示，將長50 cm、質量為10 g的均勻金屬棒ab的兩端用兩只相同的彈簧懸掛成水平狀態(tài)，位于垂直紙面向里的勻強磁場中，當金屬棒中通過0.4 A電流時，彈簧恰好不伸長.求：(1)勻強磁場中磁感應強度是多大？(2)當金屬棒通過0.2 A由a到b的電流時，彈簧伸長1 cm，如果電流方向由b到a，而電流大小不變時，彈簧伸長又是多少？參考答案1答案：A2解析：(1)中的電流由a流向b，磁場豎直向上，用左手定則可以判斷水平向左；(2)中的電流由b流向a，雖然有斜面存在，但磁場豎直向上，仔細使用左手定則可以判斷F水平向右.3解析：在赤道上空，沿東西水平放置的磁場水平向北，直導線電流由西向東，由左手定則判斷導線受地磁場的安培力的方向是豎直向上.答案：豎直向上 4答案：5解析：由題意可知，AD、BC邊受的安培力大小都為FBIL0.4 N,AD邊受安培力的方向向右，則電流由D流向A，BC邊受安培力的方向向左，則電流由B流向C，因此矩形金屬架ABCD電流的方向是順時針方向.又因為兩條彈簧并在一起，每只彈簧的彈力為0.2 N.答案：順時針方向 0.26答案：C7解析：根據安培定則,a、b在c處產生的磁場分別為垂直于ac連線斜向下和垂直于bc連線斜向下并且大小相等；由平行四邊形定則可確定c處合磁場方向向下,又根據左手定則,可判定c處直導線所受安培力方向垂直于ab邊,指向左邊,所以C項正確.答案：C8解析：順時針方向的環(huán)形電流可以等效為一個豎直方向放置的小磁針，由安培定則可知，小磁針的N極在下，S極在上.由此可知圓環(huán)與磁鐵相互之間的作用力是斥力.圓環(huán)對桌面的壓力F將大于圓環(huán)的重力G1，磁鐵對輕繩的拉力F將小于磁鐵的重力G2，故D項正確.答案：D9答案：B10解析：本題適于用直線電流元分析法處理.利用左手定則判斷安培力方向，要明確研究對象、研究對象所在處的磁場方向，該磁場由研究對象以外的電流產生.如本題分析環(huán)形電流I的受力情況，它所在處的磁場由長直導線的電流I產生.對于磁場方向不易直接畫出的問題，要變換觀察角度，畫出側視圖或俯視圖.長直導線的電流I，產生的磁場磁感線分布如下圖中虛線所示，將導線環(huán)沿直徑AB分成上下兩部分，用左手定則可以判斷：上邊受力向紙面內，下邊受力向紙面外.此問題還可利用等效法，將環(huán)形電流等效為小磁針，分析更方便.答案：C11解析：當開關閉合時，r.ab兩端的電壓為UI·R并通過ab的電流為導線所受的安培力為FBIabL0.2×2.4×0.1 N0.048 N由平衡條件可得摩擦力為0.048 N.答案：導線所受的摩擦力大小為0.048 N，方向水平向左.12解析：當ab棒受到向上的安培力BIL和向下的重力mg大小相等時，彈簧不伸長.由BILmg可得出磁感應強度：當0.2 A的電流由a向b時，ab棒受到兩根彈簧上的拉力2kx1及向上的安培力BI1L和向下的重力mg作用，處于平衡狀態(tài).由平衡條件有：2kx1mgBI1L電流反向后，ab棒在兩個彈簧向上的拉力2kx2及向下的安培力BI2L和重力mg作用下平衡，有：2kx2mgBI2L兩式相除并整理，得彈簧伸長說明：通電導體在磁場中受力時，導體受到的安培力和導體受到的其他力一樣，遵從力的一般規(guī)律，但要注意其方向.答案：（1）B0.49 T（2）x23 cm