《高中物理课时达标训练(选修3-1):第三章磁场 第4课时 通电导线在磁场中受到的力 .doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高中物理课时达标训练(选修3-1):第三章磁场 第4课时 通电导线在磁场中受到的力 .doc(11页珍藏版)》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、 1. 安培力的方向定义:通电导线在磁场中受到的力称为安培力。判断安培力方向的方法是左手定则。内容:伸开左手,让拇指与其余四指垂直,并且都与手掌在一个平面内,让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流的方向,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。决定安培力方向的因素:电流方向和磁感应强度方向。安培力的特点:FB,FL,即F垂直于B和I决定的平面。平行通电直导线间的作用力:电流方向相同,两导线相互吸引;电流方向相反,两导线相互排斥。2. 安培力的大小当通电导线垂直磁场方向放置时,所受安培力的大小为F= BIL。当磁感应强度B的方向与通电导线平行时,导线受力F=0。当磁感应强度B的方向
2、与通电导线的方向成角时,F=,为B与I之间的夹角。3. 磁电式电流表原理:通电线圈在磁场中受到安培力而偏转,线圈偏转的角度越大,被测电流就越大。根据线圈偏转方向可以知道被测电流方向。构造:磁铁、线圈、螺旋弹簧(又叫游丝)、指针、极靴、圆柱形铁芯等。特点:两极间的极靴和极靴中间的铁质圆柱,使极靴与圆柱间的磁场都沿半径方向,保持线圈转动时,安培力的大小不受磁场影响,电流所受安培力的方向总于线圈平面垂直。使线圈平面都与磁场方向平行,使表盘刻度均匀。优点:灵敏度高,可以测出微弱的电流;缺点:线圈导线很细,允许通过的电流很弱。关于通电直导线所受安培力F,磁感应强度B和电流I三者方向之间的关系,下列说法正
3、确的是( )AF、B、I的三者必定均相互垂直BF必定垂直于B、I,但B不一定垂直于ICB必定垂直于F、I,但F不一定垂直于IDI必定垂直于F、B,但F不一定垂直于BF垂直于B和I决定的平面,B与I可以成任意角度。答案:B解析:根据左手定则,可知:磁感线穿过掌心,安培力与磁感线垂直,且安培力与电流方向垂直,所以安培力垂直于感应线与电流构成的平面。但磁感线不一定垂直于电流,故只有B正确,ACD均错误。如图所示,直导线AB与圆线圈的平面垂直且隔有一小段距离,直导线固定,线圈可以自由运动,当它们同时通以如图箭头所示的电流时,从右向左看,线圈将( )A顺时针转动,同时靠近直导线ABB顺时针转动,同时远离
4、直导线ABC逆时针转动,同时靠近直导线ABD逆时针转动,同时远离直导线AB如图所示的均匀磁场中,已经标出了电流I和磁场B以及磁场对电流作用力F三者其方向,其中错误的是( )本题考查安培力,磁感应强度,电流三者的方向关系,注意安培定则的应用。答案:C解析:根据左手定则可知:ABD三图中电流、磁场、安培力方向均和左手定则中要求方向一致,故正确;C图中电流和磁场方向一致,不受安培力,故C错误。本题选错误的,故选C。关于磁电式电流表内的磁铁和铁芯之间的均匀辐向分布的磁场,下列说法中正确的是( )A该磁场的磁感应强度大小处处相等,方向不同B该磁场的磁感应强度的方向处处相等,大小不同C使线圈平面始终与磁感
5、线平行D线圈所处位置的磁感应强度大小都相等质量为m=0.02kg的通电细杆ab置于倾角为=37的平行放置的导轨上,导轨的宽度d=0.2m,杆ab与导轨间的动摩擦因数=0.4,磁感应强度B=2T的匀强磁场与导轨平面垂直且方向向下,如图所示现调节滑动变阻器的触头,试求出为使杆ab静止不动,通过ab杆的电流范围为多少?当电流较大时,导体有向上的运动趋势,所受静摩擦力向下,当静摩擦力达到最大时,安培力最大,电流最大。当电流最小时,有向上的最大静摩擦力,根据共点力平衡,结合安培力的大小公式,求出通过ab杆的电流范围。解析:当电流较大时,导体有向上的运动趋势,所受静摩擦力向下,当静摩擦力达到最大时,磁场力
6、为最大值F1,此时通过ab的电流最大为Imax;同理,当电流最小时,应该是导体受向上的最大静摩擦力,此时的安培力为F2,电流为Imin。正确地画出两种情况下的受力图如图所示,F2=BImind,解上述方程得:Imin=0.14A。则通过ab杆的电流范围为:0.14AI0.46A。1在等边三角形的三个顶点a、b、c处,各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等的恒定电流,方向如图所示。过c点的导线所受安培力的方向( )A与ab边平行,竖直向上B与ab边平行,竖直向下C与ab边垂直,指向左边D与ab边垂直,指向右边2一通电直导线用细线悬挂于匀强磁场中,磁场及电流方向如图。通电导线所受安培力的
7、方向是( )A水平向左 B水平向右C竖直向上 D竖直向下3如图所示的磁场中,有P、Q两点。下列说法正确的是( )AP点的磁感应强度小于Q点的磁感应强度BP、Q两点的磁感应强度大小与该点是否有通电导线无关C同一小段通电直导线在P、Q两点受到的安培力方向相同,都是PQD同一小段通电直导线在P点受到的安培力一定大于在Q点受到的安培力4在北半球地面上,有一条东西方向水平放置的长直导线,通有从东向西流动的电流,则此通电导线所受地磁场的作用力的方向应是( )A向上偏北B向下偏南C向南D向北5如图所示,条形磁铁放在水平桌面上,其中央正上方固定一根直导线,导线与磁铁垂直,并通以垂直纸面向外的电流( )A磁铁对
8、桌面的压力减小、不受桌面摩擦力的作用B磁铁对桌面的压力减小、受到桌面摩擦力的作用C磁铁对桌面的压力增大,不受桌面摩擦力的作用D磁铁对桌面的压力增大,受到桌面摩擦力的作用6如图所示,均匀绕制的螺线管水平放置,在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A,A与螺线管垂直,A中的电流方向垂直纸面向里,开关S闭合,A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是( )A水平向左 B水平向右C竖直向下 D竖直向上7(2017新课标全国卷)某同学自制的简易电动机示意图如图所示。矩形线圈由一根漆包线绕制而成,漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出,并作为线圈的转轴。将线圈架在两个金属支架之间,线圈平面位于竖
9、直面内,永磁铁置于线圈下方。为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来,该同学应将 A左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉B左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉C左转轴上侧的绝缘漆刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉D左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉8如图所示,用天平测量匀强磁场的磁感应强度,下列各选项所示的载流线圈匝数相同,边长NM相等,将它们分别挂在天平的右臂下方,线圈中通有大小相同的电流,天平处于平衡状态,若磁场发生微小变化,天平最容易失去平衡的是( ) 9如图(a)所示,扬声器中有一线圈处于磁场中,当音频电流信号通过线圈时,线圈带动纸盆振动,发出声音。俯视图(b)表示处于辐射状磁场
10、中的线圈(线圈平面即纸面),磁场方向如图中箭头所示。在图(b)中( )A当电流沿顺时针方向时,线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里B当电流沿顺时针方向时,线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外C当电流沿逆时针方向时,线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里D当电流沿逆时针方向时,线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外 10.(2017新课标全国卷)如图,三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距,均通有电流I,L1中电流方向与L2中的相同,与L3中的相反,下列说法正确的是( )AL1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直BL3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直CL1、L2和L3单位长度
11、所受的磁场作用力大小之比为DL1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为11. a和b是两条靠得很近的平行通电导线,电流方向如图所示,且IaIb.当垂直于a、b所在平面向里加一匀强磁场B时,导线a恰好不受安培力.跟加磁场B以前相比,导线b受的安培力_原来的2倍.(填“大于”“等于”或“小于”) 12如图,两根通电长直导线a、b平行放置,a、b中的电流强度分别为I和2I,此时a受到的磁场力为F,若以该磁场力的方向为正,则b受到的磁场力为_;a、b的正中间再放置一根与a、b平行共面的通电长直导线c后,a受到的磁场力大小变为2F,则此时b受到的磁场力为_。 参考答案与解析1C2D解析:通电导线
12、在磁场中所受安培力的方向可以通过左手定则判断,根据左手定则可知ABC项说法错误,D项说法正确。【名师点睛】通电导线在磁场中所受安培力的方向可以通过左手定则判断,伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流的方向,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。3B解析:磁感线的疏密表示磁场的强弱,由图象知P点的磁场比Q点的磁场强,A错误;磁感应强度是由磁场本身决定的,与该点是否有通电导线无关,故B正确;根据左手定则,通电直导线受到的安培力的方向与磁场的方向垂直,所以它们受到的安培力的方向不能是PQ,故C错误;同一小段通电直导线在在
13、都与磁场的方向垂直的条件下,在P点受到的安培力才能大于在Q点受到的安培力,故D错误。【名师点睛】解决本题的关键掌握磁感线的特点,磁感线上某点的切线方向表示磁场的方向,磁感线的疏密表示磁场的强弱。4B【名师点睛】本题应先选导线为研究对象,然后由牛顿第三定律判断磁铁的受力情况,巧妙地选取研究对象,是正确解题的关键。6D解析:闭合开关S,由安培定则可知在A处的磁场水平向左,再由左手定则可判断其受到的安培力是方向竖直向上。故D正确。7AD解析:为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来,将左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉,这样当线圈在图示位置时,线圈的上下边受安培力水平而转动,转过一周后再次受到同样的
14、安培力而使其转动,选项A正确;若将左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉,则当线圈在图示位置时,线圈的上下边受安培力水平而转动,转过半周后再次受到相反方向的安培力而使其停止转动,选项B错误;左转轴上侧的绝缘漆刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉,电路不能接通,故不能转起来,选项C错误;若将左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉,这样当线圈在图示位置时,线圈的上下边受安培力水平而转动,转过半周后电路不导通,转过一周后再次受到同样的安培力而使其转动,选项D正确。【名师点睛】此题是电动机原理,主要考查学生对物理规律在实际生活中的运用能力;关键是通过分析电流方向的变化分析安培力的方向变化情况。【名师点睛】先根据安培定则判断磁场的方向,再根据磁场的叠加得出直线电流处磁场的方向,再由左手定则判断安培力的方向,本题重点是对磁场方向的判断、大小的比较。11. 小于12 F 3F或5F解析:由牛顿第三定律,b受到a对它的磁场力为F;a、b的正中间再放置一根与a、b平行共面的通电长直导线c后,c在a、b两导线处的磁感应强度大小相等,方向相反,c导线对b导线的作用力是它对a导线的作用力的两倍,方向相反,a受到的磁场力大小变为2F,那么c导线对a导线的作用力可能是F也可能是3F,c导线对b导线的作用力可能是2F也可能是6F,故此时b受到的磁场力为3F或5F。