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(江蘇專版)2022年高考物理總復(fù)習(xí) 課時作業(yè)三十六 磁場對通電導(dǎo)線的作用力

上傳人:xt****7 文檔編號:106859138 上傳時間:2022-06-14 格式:DOC 頁數(shù):6 大?。?54.50KB
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1、(江蘇專版)2022年高考物理總復(fù)習(xí) 課時作業(yè)三十六 磁場對通電導(dǎo)線的作用力 1.如圖所示,通電折線abc的兩段ab⊥bc,勻強(qiáng)磁場水平向右,將此通電折線abc放入磁場中,圖中哪種情況其所受安培力最大(  )                                     A         B           C        D 2.如圖所示,用細(xì)繩懸于O點的可自由轉(zhuǎn)動的通電導(dǎo)線AB放在蹄形磁鐵的上方,當(dāng)導(dǎo)線中通以圖示方向電流時,從上向下看,AB的轉(zhuǎn)動方向及細(xì)繩中張力變化的情況為(  ) 第2題圖 A.AB順時針轉(zhuǎn)動,張力變大 B.AB逆

2、時針轉(zhuǎn)動,張力變小 C.AB順時針轉(zhuǎn)動,張力變小 D.AB逆時針轉(zhuǎn)動,張力變大 3.(多選)如圖所示,三根長度相同的平行通電直導(dǎo)線a、b、c分別通以電流Ia、Ib、Ic(方向未給),放在光滑絕緣水平面上恰能保持靜止,a、b距離小于b、c距離,下列判斷正確的是(  ) 第3題圖 A.a(chǎn)、b、c電流同向 B.a(chǎn)、c電流方向相同,與b方向相反 C.Ic>Ia>Ib D.Ib>Ia>Ic 4.如圖是磁電式電流表的結(jié)構(gòu),蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場均勻輻向分布,線圈中a、b兩條導(dǎo)線長均為l,通以圖示方向的電流I,兩條導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B.則(  )

3、           甲          乙 第4題圖 A.該磁場是勻強(qiáng)磁場 B.線圈平面總與磁場方向垂直 C.線圈將逆時針轉(zhuǎn)動 D.a(chǎn)、b導(dǎo)線受到的安培力大小總為BIl 5.如圖所示,在傾角為α的光滑斜面上,垂直紙面放置一根長為L、質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒.當(dāng)導(dǎo)體棒中的電流I垂直紙面向里時,欲使導(dǎo)體棒靜止在斜面上,可加一平行于紙面的勻強(qiáng)磁場,當(dāng)外加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向由垂直斜面向上沿逆時針轉(zhuǎn)至水平向左的過程中,下列關(guān)于B的大小變化的說法中,正確的是(  ) 第5題圖 A.逐漸增大 B.逐漸減小 C.先減小后增大 D.先增大后減

4、小 6.(多選)如圖所示,質(zhì)量為m、長為L的直導(dǎo)線用兩絕緣細(xì)線懸掛于O、O′,并處于勻強(qiáng)磁場中.當(dāng)導(dǎo)線中通以沿x正方向的電流I,且導(dǎo)線保持靜止時,懸線與豎直方向夾角為θ.則磁感應(yīng)強(qiáng)度方向和大小可能為(  ) 第6題圖 A.z正向,tan θ B.y正向, C.z負(fù)向,tan θ D.沿懸線向上,sin θ 7.(17年海安模擬)(多選)如圖所示,兩根通電直導(dǎo)線用四根長度相等的絕緣細(xì)線懸掛于O、O′兩點,已知OO′連線水平,導(dǎo)線靜止時絕緣細(xì)線與豎直方向的夾角均為θ,保持導(dǎo)線中的電流大小和方向不變,在導(dǎo)線所在空間加上勻強(qiáng)磁場后,絕緣細(xì)線與豎直方向的夾角均變小,則所加磁場的

5、方向可能沿(  ) 第7題圖 A.z軸正向 B.z軸負(fù)向 C.y軸正向 D.y軸負(fù)向 8.如圖,一長為10 cm的金屬棒ab用兩個完全相同的彈簧水平地懸掛在勻強(qiáng)磁場中;磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.1 T,方向垂直于紙面向里;彈簧上端固定,下端與金屬棒絕緣,金屬棒通過開關(guān)與一電動勢為12 V的電池相連,電路總電阻為2 Ω.已知開關(guān)斷開時兩彈簧的伸長量均為0.5 cm;閉合開關(guān),系統(tǒng)重新平衡后,兩彈簧的伸長量與開關(guān)斷開時相比均改變了0.3 cm,重力加速度大小取10 m/s2.判斷開關(guān)閉合后金屬棒所受安培力的方向,并求出金屬棒的質(zhì)量. 第8題圖   

6、 9.如圖所示,U形平行金屬導(dǎo)軌與水平面成37°角,金屬桿ab橫跨放在導(dǎo)軌上,其有效長度為0.5 m,質(zhì)量為0.2 kg,與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為0.1.空間存在豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度為2 T的勻強(qiáng)磁場,要使ab桿在導(dǎo)軌上保持靜止,則ab中的電流大小應(yīng)在什么范圍?(設(shè)最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等,取g=10m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8) 第9題圖   10.如圖所示為理想直流電動機(jī)工作原理模型圖(剖面圖),其磁場方向成輻射狀指向外側(cè),當(dāng)線圈通過中間平面時通過電流轉(zhuǎn)換器改變電流方向;已知線圈匝數(shù)n=1000匝,線圈平面為邊長l=20

7、cm的正方形,線圈內(nèi)阻r=4 Ω;線圈外側(cè)導(dǎo)線所在處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小都為B=0.03 T,電動機(jī)正常工作時電流I=2 A,轉(zhuǎn)速N=50 r/s,求: (1)該直流電動機(jī)的機(jī)械功率; (2)該直流電動機(jī)消耗的電功率. 第10題圖    課時作業(yè)(三十六) 磁場對 通電導(dǎo)線的作用力1.C 【解析】 當(dāng)通電導(dǎo)線為折線或曲線時其效果相當(dāng)于由起點到終點的直線通以相同的電流,由題中圖知C選項正確. 2.D 【解析】 在導(dǎo)線上靠近A、B兩端各取一個電流元,A處的電流元所在處的磁場向上穿過導(dǎo)線,根據(jù)左手定則,該電流元受力垂直紙面向外,同

8、理B處電流元受安培力垂直紙面向里,所以從上向下看,導(dǎo)線逆時針轉(zhuǎn)動,同時由于導(dǎo)線轉(zhuǎn)動,所以電流在垂直紙面方向有了投影,對于此有效長度來說,磁感線是向右穿過導(dǎo)線,再根據(jù)左手定則可判定導(dǎo)線有向下運(yùn)動的趨勢,故選D. 3.BC 【解析】 同向電流相互吸引,異向電流相互排斥;根據(jù)三根導(dǎo)線均平衡其對應(yīng)受力情況如下圖中甲乙丙所示,對通電細(xì)桿進(jìn)行受力分析如下:由圖可知:ac相吸,電流同向;a、b相斥,電流反向.故A錯B正確;以b為研究對象,c相對a離b較遠(yuǎn),欲使a、c對b的作用力大小相等,實現(xiàn)平衡,Ic應(yīng)大于Ia,即Ic>Ia,同理以c為研究對象可得Ia>Ib,綜合可得:Ic>Ia>Ib.故C選項正確;D選

9、項錯誤.選BC.   甲      乙        丙 第3題圖 4.D 【解析】 勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)大小處處相等,方向處處相同,由圖可知,選項A錯誤;在圖示的位置,a受向上的安培力,b受向下的安培力,線圈順時針轉(zhuǎn)動,選項C錯誤;易知選項B錯誤;由于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不變,電流大小不變,則安培力大小始終為BIl,選項D正確. 5.A 【解析】 對通電導(dǎo)線受力分析,通電導(dǎo)線受重力、支持力和安培力作用,三力平衡,當(dāng)外加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向由垂直斜面向上沿逆時針轉(zhuǎn)至水平向左的過程中,所受的安培力由沿斜面斜向上轉(zhuǎn)到豎直向上,作出通電導(dǎo)線受力的動態(tài)變化圖如圖所示,由圖可知,安培力

10、逐漸增大,則B逐漸增大,A項正確. 第5題圖 6.BC 【解析】 對于A選項,安培力水平向右,三力合力不可能為零,A錯誤;對于B選項,安培力豎直向上,當(dāng)安培力BIL=mg時,可以平衡,此時B=,B正確;對于C選項,安培力水平向外,三力平衡時安培力BIL=mgtan θ,此時B=,C正確;對于D選項,安培力垂直于繩子的方向向內(nèi),三力不可能平衡,D錯誤. 7.AB 【解析】 導(dǎo)線靜止時絕緣細(xì)線與豎直方向的夾角均為θ,說明兩根導(dǎo)線的電流方向相反,磁場的方向沿z軸方向,電流的方向沿x軸,根據(jù)左手定則可以判斷受到的磁場力在水平方向上,所以A、B正確;若磁場的方向沿y軸方向,兩根導(dǎo)線受到的磁場力

11、都在豎直方向上,一個向上,一個向下,它們的角度變化一個增加,一個減小,與題不符,所以C、D錯誤. 8.豎直向下 0.01 kg  【解析】 金屬棒通電后,閉合回路電流I===6 A 導(dǎo)體棒受到安培力F=BIL=0.06 N,根據(jù)安培定則可判斷金屬棒受到安培力方向豎直向下; 開關(guān)閉合前2×k×0.5×10-2m=mg 開關(guān)閉合后2×k×(0.5+0.3)×10-2m=mg+F所以m=0.01 kg 9.1.21 A≤I≤1.84 A 【解析】 先畫出金屬桿受力的側(cè)面圖,由于安培力的大小與電流有關(guān),因此改變電流的大小,可以改變安培力的大小,也可以使導(dǎo)線所受的摩擦力方向發(fā)生變化.由平衡

12、條件可知,當(dāng)電流較小時,導(dǎo)線所受的摩擦力方向沿斜面向上. 第9題圖 則mgsin θ=μ(mgcos θ+Fsin θ)+Fcos θ 又F=BI1L 得I1=1.21 A 當(dāng)電流較大時,導(dǎo)線所受的摩擦力方向沿斜面向下 則mgsin θ+μ(mgcos θ+Fsin θ)=Fcos θ 又F=BI2L I2=1.84 A. 所以1.21 A≤I≤1.84 A. 10.(1)754 W (2)770 W  【解析】 (1)線圈右邊受到的安培力F=nBIl?、? 線圈轉(zhuǎn)動的線速度v=2πN·=πNl?、? 該邊的機(jī)械功率P=Fv?、? 由于左、右兩邊,故P機(jī)=2P?、? 綜合①②③④并代入相關(guān)數(shù)據(jù)可得:P機(jī)=754 W?、? (2)內(nèi)阻上產(chǎn)生的熱功率P熱=I2r?、? 電動機(jī)消耗的電功率P電=P機(jī)+P電?、? 綜合⑤⑥⑦并代入相關(guān)數(shù)據(jù)可得:P電=770 W.

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