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1、第3节 探究安培力根底达标一、选择题(在每题给出的四个选项中，第14题只有一项符合题目要求，第56题有多项符合题目要求)1关于磁感应强度的方向，正确的说法是()A根据定义，磁场中某点的磁感应强度B的方向与导线放置的方向有关BB是矢量，方向与F的方向一致CB是矢量，方向与小磁针在该点静止时S极所指的方向相同D在确定的磁场中，某点的磁感应强度方向与该点是否放小磁针无关【答案】D【解析】磁感应强度反映磁场的强弱和方向，由磁场本身决定，与是否放导线或小磁针无关，A错，D正确；B的方向与小磁针N极的受力方向相同，B、C错2关于通电导线所受安培力F的方向，磁场B的方向和电流I的方向之间的关系，以下说法正确
2、的选项是()AF、B、I三者必须保持相互垂直BF必须垂直B、I，但B、I可以不相互垂直CB必须垂直F、I，但F、I可以不相互垂直DI必须垂直F、B，但F、B可以不相互垂直【答案】B【解析】安培力F总是与磁场B方向和电流I方向决定的平面垂直，但B与I(即导线)可以垂直，也可以不垂直，通电导线受安培力时，力F与磁场及力F与导线都是垂直的，故A、C、D均错，B正确3(2022南京质检)2022 年 1 月 25 日，在中央电视台 CCTV10 频道播出节目中，海军电力工程专家马伟明 院士表示，正在研制设计中的国产 003 型航母采用电磁弹射已成定局电磁弹射就是采用电磁的能量来推动被弹射的物体向外运动
3、，电磁炮就是利用电磁弹射工作的电磁炮的原理如下图，那么炮弹导体滑块受到的安培力的方向是()A竖直向上B竖直向下C水平向左D水平向右【答案】C【解析】根据左手定那么可知，张开左手，使四指与大拇指在同一平面内，大拇指与四指垂直，把左手放入磁场中，让磁感线穿过手心，四指与电流方向相同，大拇指所指的方向是安培力的方向，故受到的安培力水平向左，故C正确4(2022盐城模拟)通电直导线AB附近小磁针静止时如下图，那么通电导线中电流方向和图中经过小磁针的磁感线方向(从A向B看) 分别为()A由A向B，顺时针B由A向B，逆时针C由B向A，顺时针D由B向A，逆时针【答案】A【解析】依据小磁针静止时，N极的指向即
4、为磁场方向，即为顺时针方向(从A向B看)；根据安培定那么，用右手握住直导线，大拇指指向电流方向，四指弯曲的方向即为磁场的方向，那么电流由A指向B故A正确，B、C、D错误5(2022绍兴模拟)如下图，下边缘浸入水银槽中的铝盘置于蹄形磁铁的磁场中，铝盘可绕转轴转动，当转轴、水银槽分别与电源的正负极相连时，铝盘开始转动，以下说法中正确的选项是()A铝盘沿顺时针方向转动B只改变磁场方向，铝盘的转动方向改变C只改变电流方向，铝盘的转动方向改变D同时改变磁场方向与电流方向，铝盘的转动方向不变【答案】BCD【解析】铝盘、水银与电源构成一个闭合回路，铝盘中有电流，由左手定那么可知，铝盘受到的安培力与盘的半径垂
5、直，且沿逆时针方向，那么铝盘沿逆时针方向转动，故A错误；只改变磁场的方向，由左手定那么可知，铝盘受到的安培力方向将与开始时相反，所以铝盘的转动方向改变，B正确；电流方向反向，由左手定那么可知，安培力方向反向，铝盘的转动方向反向，C正确；由左手定那么可知，将电流及磁场方向同时改变，铝盘受力方向不变，铝盘的转动方向不变，D正确6如下图，固定在水平地面上的倾角为的粗糙斜面上，有一根水平放在斜面上的导体棒，通有垂直纸面向外的电流，导体棒保持静止现在空间中加上竖直向下的匀强磁场，导体棒仍静止不动，那么()A导体棒受到的合力一定增大B导体棒一定受4个力的作用C导体棒对斜面的压力一定增大D导体棒所受的摩擦力
6、不一定增大【答案】CD【解析】导体棒静止，合力为零，故合力不变，故A错误；当加上磁场后，如果mgsin BILcos ，那么导体棒不受摩擦力，此时受3个力，故B错误；不加磁场时Fmgcos ，加上磁场后对斜面的压力为FNmgcos BILsin ，故压力增大，故C正确；导体棒受到的摩擦力不一定变大，故D正确二、非选择题7如下图，在倾角为37的光滑斜面上有一根长为0.4 m，质量为6102 kg的通电直导线，电流I1 A，方向垂直纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动，整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4 T，方向竖直向上的磁场中，设t0，B0，那么需要多长时间斜面对导线的支持力为零？(g取1
7、0 m/s2)【解析】导线恰要离开斜面时受力情况如图由平衡条件，得F，而FBIl，B0.4t，代入数据解即得t5 s.答案：5 s8如下图，在与水平方向夹角为60的光滑金属导轨间有一电源，在相距1 m的平行导轨上放一质量为m0.3 kg的金属棒ab，通以从ba，I3 A的电流，磁场方向竖直向上，这时金属棒恰好静止求： (1)匀强磁场磁感应强度的大小； (2)ab棒对导轨压力的大小(取g10 m/s2) 【解析】(1)ab棒静止，受力情况如下图，沿斜面方向受力平衡，那么mgsin BILcos ，B T1.73 T.(2)对导轨的压力大小为FNFN N 6 N .答案：(1)1.73 T(2)6
8、 N 能力提升9(2022安徽淮南模拟)如下图，三根通电长直导线P、Q、R互相平行，通过正三角形的三个顶点，三根直导线均通入大小相等、方向垂直纸面向里的电流，那么R受到的磁场力的方向是()A垂直R，指向y轴负方向B垂直R，指向y轴正方向C垂直R，指向x轴正方向D垂直R，指向x轴负方向【答案】A【解析】由安培定那么可知，通电指导线P、Q在R处产生的磁场方向水平向右，即沿X轴正方向，那么R处的磁场方向沿X轴正方向；由左手定那么可知，通电直导线R所受安培力垂直于R指向Y轴负方向选项A正确，B、C、D错误10(2022濮阳期末)如下图，直角三角形通电闭合线圈ABC处于匀强磁场中，磁场垂直纸面向里，那么
9、线圈所受磁场力的合力为()A大小为零B方向竖直向上C方向水平向右D方向垂直AC斜向下【答案】A【解析】假设通以顺时针方向的电流，根据左手定那么可知，各边所受的安培力背离中心处如下图，由公式FBIL得出各边的安培力的大小，从而得出安培力大小与长度成正比，因而两直角边的安培力与斜边的安培力等值反向所以线圈所受磁场力的合力为零A正确，B、C、D错误11一根长L0.2 m的金属棒放在倾角37的光滑斜面上，并通过I5 A的电流，方向如下图，整个装置放在磁感应强度B0.6 T竖直向上的匀强磁场中，金属棒恰能静止在斜面上，那么该棒的重力为多少？(sin 370.6)【解析】从侧面对棒受力分析如图，安培力的方
10、向由左手定那么判出为水平向右，FILB50.20.6 N 0.6 N，由平衡条件得重力mg0.8 N.答案：0.8 N 12质量为m0.02 kg的通电细杆ab置于倾角37的平行放置的导轨上，导轨的宽度d0.2 m，杆ab与导轨间的动摩擦因数0.4，磁感应强度B2 T 的匀强磁场与导轨平面垂直且方向向下，如右图所示，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【解析】杆ab的电流为a到b，所受的安培力方向平行于导轨向上当电流较大时，导体有向上的运动趋势，所受静摩擦力向下；当静摩擦力到达最大时，磁场力为最大值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，如下图，由平衡条件列方程求解根据第一幅受力图F1mgsin F10，FNmgcos 0，F1FN，F1BImaxd，解上述方程得Imax0.46 A，根据第二幅受力图F2F2mgsin 0，FNmgcos 0，F2FN，F2BImind，解上述方程得Imin0.14 A答案：0.14 AI0.46 A