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1、2022年高中物理第6章磁吃電流和運(yùn)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(dá)標(biāo)
1.如下圖所示,電流強(qiáng)度為I的一段通電直導(dǎo)線處于勻強(qiáng)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(biāo)出通電導(dǎo)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(dǎo)線，通以由西向東的電流，則此導(dǎo)線所受的磁場的作用力的方向是______________________.
4.將長為1 m的導(dǎo)線ac從中點b折成如下圖所示形狀，放入B＝0.08 T的勻強(qiáng)磁場中，abc平面與磁場垂直.若在
2、導(dǎo)線abc中通入25 A的直流電，則整個導(dǎo)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(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5 T，矩形金屬架ABCD放于光滑絕緣的水平面上，AD＝0.4 m，AD與BC之間接兩彈簧.當(dāng)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(dāng)開并S接通后將看到的現(xiàn)象是（ ）
A.彈簧向上收縮 B.彈簧被拉長
3、 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(dǎo)線垂直穿過紙面,導(dǎo)線中通有大小相等的恒定電流,方向如下圖.過c點的導(dǎo)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(guān)于圓環(huán)對桌面壓力F、磁鐵對輕繩拉
4、力F′的大小比較，正確的是( )
A.F＞G1，F(xiàn)′＞G2 B.F＜G1，F(xiàn)′＞G2 C.F＜G1，F(xiàn)′＜G2 D.F＞G1，F(xiàn)′＜G2
9.已知質(zhì)量為m的通電細(xì)桿ab與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ，有電流時，ab恰好在導(dǎo)軌上靜止，如甲圖所示，乙圖是它的四個側(cè)視圖中可能的勻強(qiáng)磁場方向，其中能使桿ab與導(dǎo)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
5、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(dǎo)線，并通以如圖的電流I.在長直導(dǎo)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(zhuǎn)動 D.靜止不動
11.如下圖所示，MN、PQ為水平放置的金屬導(dǎo)軌，直導(dǎo)線ab與導(dǎo)軌垂直放置，導(dǎo)軌間距L＝10 cm，其電阻為0.4 Ω，導(dǎo)軌所在區(qū)域處在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向豎直向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.2 T.電池電動勢E＝1.5 V，內(nèi)電阻r＝0.18 Ω，電阻R＝1.6 Ω，開關(guān)S接
6、通后直導(dǎo)線ab仍靜止不動.求直導(dǎo)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(zhì)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(qiáng)磁場中，當(dāng)金屬棒中通過0.4 A電流時，彈簧恰好不伸長.求：
(1)勻強(qiáng)磁場中磁感應(yīng)強(qiáng)度是多大？
(2)當(dāng)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：A
2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Ｆ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
7、，仔細(xì)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(dǎo)線電流由西向東，由左手定則判斷導(dǎo)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F＝BIL＝0.4 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 0.2
6答案：C
7解析：根據(jù)安培定則,a、b在c處產(chǎn)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
8、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(jù)左手定則,可判定c處直導(dǎo)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：C
8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：D
9答案：B
10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(chǎn)生.如本題分析環(huán)形電流I的受力情
9、況，它所在處的磁場由長直導(dǎo)線的電流I產(chǎn)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(cè)視圖或俯視圖.
長直導(dǎo)線的電流I，產(chǎn)生的磁場磁感線分布如下圖中虛線所示，將導(dǎo)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(nèi)，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：C
11解析：當(dāng)開關(guān)閉合時，r.
ab兩端的電壓為U＝I·R并＝
通過ab的電流為
導(dǎo)線所受的安培力為F＝BIabL＝0.2×2.4×0.1 N＝0.048 N
由平衡條件可得摩擦力為0.048 N.
答案：導(dǎo)線所受的摩擦力大小為0.048 N，方向水
10、平向左.
12解析：當(dāng)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BIL＝mg可得出磁感應(yīng)強(qiáng)度：
當(dāng)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：2kx1＝mg－BI1L①
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：2kx2＝mg＋BI2L②
①②兩式相除并整理，得彈簧伸長
說明：通電導(dǎo)體在磁場中受力時，導(dǎo)體受到的安培力和導(dǎo)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）B＝0.49 T
（2）x2＝3 cm
2022年高中物理第6章磁吃電流和運(yùn)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
