2024-2025学年沪科选修3-1 探究安培力 作业.docx

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1、课时分层作业（十九）探究安培力I基础达标练1（15分钟50分）一、选择题（本题共6小题，每小题6分，共36分）1 .关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是（）A.安培力的方向可以不垂直于直导线B.安培力的方向总是垂直于磁场的方向C.安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关D.将直导线从中点折成直角，安培力的大小肯定变为原来的一半B本题考查安培力的大小和方向.安培力总是垂直于磁场与电流所确定的平面，因此，安培力方向总与磁场和电流方向垂直，A错误，B正确；安培力产=BZLsin6,其中夕是导线与磁场方向的夹角，所以C错误；将直导线从中点折成直角，导线受到安培力的大小不仅与有效

2、长度有关，还与导体在磁场中的相对位置有关，D错误.2 .如图5-410所示，导线框中电流为/,导线框垂直于磁场放置，磁感应强度为B,AB与CO相距为人则金属棒MN所受安培力大小（）【导学号：69682268图5-4-10A.F=BIdB.F=BIdsinBldC.F=-D.F=BldCOSeC金属棒MN与磁感应强度8垂直，所以尸=8U=黑，选项C正确.3 .如图5-4-11所示，在水平放置的光滑绝缘杆。方上，挂有两个相同的金属环M和M当两环均通以图示的相同方向的电流时，贝J（）图5-4-11A.两环静止不动B.两环相互靠近C.两环相互远离D.两环同时向左运动B同向电流相互吸引，异向电流相互排斥

3、，可知两线圈的运动状况是相互靠近.故B正确，A、C、D错误.4 .如图5-4-12所示，水平面内一段通电直导线平行于匀强磁场放置，当导线以左端点为轴在水平平面内转过90。时（如图中虚线所示），导线所受的安培力（）图5-4-12A.大小不变B.大小由零渐渐增大到最大C.大小由零先增大后减小D.大小由最大渐渐减小到零B8和/平行时，导线所受安培力为零，当B和/的夹角。增大时，F安=BILsinf尸安增大，当8和/垂直时，尸安最大，选项B正确，A、C、D错误.5 .（多选）如图5-4-13所示，一根质量为血的金属棒MN,两端用细软导线连接后悬于。、方两点，棒的中部处于方向垂直纸面对里的匀强磁场中，棒

4、中通有电流，方向从M流向M此时悬线上有拉力，为了使拉力等于零，可以采纳的方法是（）图5-4-13A.适当增大磁感应强度B.使磁场反向C.适当增大电流D.使电流反向AC依据左手定则，金属棒受向上的安培力、重力、细软导线拉力，依据平衡条件得：BIL+F=mgf所以要使拉力为零，可增大安培力，即增大磁感应强度、电流，故A、C正确；若磁场反向或电流反向，则安培力反向，拉力不行能为零，所以B、D错误.6 .如图5-4-14所示，用绝缘细线悬挂一个导线框，导线框是由两同心半圆弧导线和两直导线、Cdgb、Cd在同一条水平直线上）连接而成的闭合回路，导线框中通有图示方向的电流，处于静止状态.在半圆弧导线的圆心

5、处沿垂直于导线框平面的方向放置一根长直导线P.当P中通以方向向外的电流时（）【导学号：69682269）A.导线框将向左摇摆B.导线框将向右摇摆C.从上往下看，导线框将顺时针转动D.人上往下看，导线框将逆时针转动D当P中通以方向向外的电流时，由安培定则可知长直导线P产生的磁场方向为逆时针方向.由左手定则可推断出ab所受的安培力方向垂直纸面对外，Cd所受的安培力方向垂直纸面对里，故从上往下看，导线框将逆时针转动，D正确.二、非选择题（14分）7 .质量为m的导体棒MN静止于宽度为L的水平轨道上，通过MN的电流为I,匀强磁场的磁感应强度为8,方向与导轨平面成夕角斜向下，如图5-4-15所示，求棒M

6、N所受的支持力和摩擦力.图5-4-15【解析】导体棒静止时受力如图.由平衡条件知N=mg+Fcos,f=Fsin.安培力F=ILBf所以支持力N=ILBCOS+mg摩擦力f=ILBsin.【答案】ILBcos+mg/LBsin实力提升练（25分钟50分）一、选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分）1 .如图5-4-16所示，固定不动的绝缘直导线相和可以自由移动的矩形线框出?Cd位于同一平面内，机与od、C边平行且离d边较近.当导线m中通以方向向上的电流，线框中通以顺时针方向的电流时，线框的运动状况是（）【导学号：69682270）图5-4-16A.向左运动B.向右运动C.以“为轴转动D.静

7、止不动B以机为探讨对象，线框内磁场方向垂直纸面对里，由左手定则知导线机受向左的安培力，由牛顿第三定律可知线框受到向右的作用力，故线框向右运动，选项B正确.2 .（多选）如图5-4-17所示，通电细杆出?质量为根，置于倾角为。的导轨上，导轨和杆间不光滑，有电流时，杆静止在导轨上，下图是四个俯视图，标出了四种匀强磁场的方向，其中摩擦力可能为零的是（）图5-4-17AB因为杆岸止在导轨上，所受合力为零，假如杆和导轨无挤压或者相对于导轨无滑动的趋势，则摩擦力为零，由左手定则可知A中产水平向右，B中产竖直向上，C中尸竖直向下，D中产水平向左，A、B满意题意.3.如图5-4-18所示为一种自动跳闸的闸刀开

8、关，O是转动轴，A是绝缘手柄，C是闸刀卡口，M、N接电源线，闸刀处于垂直纸面对里、B=IT的匀强磁场中，Co间距离为IOCm,当磁场力为0.2N时，闸刀开关会自动跳开.则要使闸刀开关能跳开，CO中通过的电流的大小和方向为（）图5-4-18A.电流方向CfoB.电流方向O-CC.电流大小为IAD.电流大小为0.5AB由左手定则，电流的方向OfC,由B=万得I=a=2A.4.如图5-4-19所示，两平行光滑金属导轨固定在绝缘斜面上，导轨间距为L,劲度系数为A的轻质弹簧上端固定，下端与水平直导体棒H相连，弹簧与导轨平面平行并与垂直，直导体棒垂直跨接在两导轨上，空间存在垂直导轨平面斜向上的匀强磁场.闭

9、合开关S后，导体棒中的电流为/,导体棒平衡时，弹簧伸长量为加；调转图中电源极性使棒中电流反向，导体棒中电流仍为/,导体棒平衡时弹簧伸长量为X2.忽视回路中电流产生的磁场，则磁感应强度B的大小为（）图5-4-19A.（x+x2）kB.五（垃x）kC.近（+箱）DX2-X1）D由平衡条件，mgsina=kx-BlL,调转题图中电源极性使棒中电流反向,由平衡条件，IngSina+BIL=kx2,联立解得B=A（x2-x）,D正确.二、非选择题（本题共2小题，共26分）5.（13分）如图5-4-20所示，尸。和E厂为水平放置的平行金属导轨，间距为L=LOm,导体棒而跨放在导轨上，棒的质量为m=20g,

10、棒的中点用细绳经轻滑轮与物体C相连，物体c的质量M=30g.在垂直导轨平面方向存在磁感应强度3=0.2T的匀强磁场，磁场方向竖直向上，重力加速度g取IOm/S?.若导轨是粗糙的，且导体棒与导轨间的最大静摩擦力为导体棒加重力的0.5倍，若要保持物体。静止不动，应当在棒中通入多大的电流？电流的方向如何？【导学号：69682271）图5-4-20【解析】因导轨粗糙，设棒和导轨之间的最大静摩擦力为若BZMg,则静摩擦力的方向与细绳的拉力方向相同，设此时电流为/1,则有BhL-MgWfm,fm=0.5mg解得Zi7-=2.0At）L若BILL即H棒中的电流为1.0AZ2.0A.依据左手定则推断，棒中的电

11、流方向为由。到A【答案】1.0AW/W2.0A方向由。到b6.（13分）如图5-4.21所示，两根平行光滑金属导轨MP、NQ与水平面成6=37。角固定放置，导轨电阻不计，两导轨间距L=O.5m,在两导轨形成的斜面上放一个与导轨垂直的匀称金属棒帅，金属棒帅处于静止状态，它的质量为加=510-2kg.金属棒ab两端连在导轨间部分对应的电阻为R=2,电源电动势E=2V,电源内阻=1C,电阻R=2Q,其他电阻不计.装置所在区域存在一垂直于斜面MPQN的匀强磁场.（已知sin370=0.6,cos37o=0.8,g取IOm*）求：(1)所加磁场磁感应强度的方向；(2)磁感应强度3的大小.【解析】(1)金属棒静止，且磁场垂直斜面，所以4b所受安培力肯定沿斜面对上，依据左手定则可知，磁场肯定垂直斜面对下.(2)Hl和R?并联的总电阻R=二)；=1Klrl2E电路中的总电流/=THT通过金属棒的电流I,金属棒受到的安培力为F=BL受力平衡有尸=mgsinO联立解得磁感应强度为8=1.2T.【答案】(1)垂直斜面对下(2)1.2T