高考物理 課時跟蹤訓(xùn)練 第1部分 第三章 第2節(jié) 磁場對通電導(dǎo)線的作用 安培力（含解析） 新人教版選修3-1

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1、 [課時跟蹤訓(xùn)練] (滿分60分　時間30分鐘) 一、選擇題(每小題至少有一個選項正確，選對得5分，選不全得3分，錯選不得分，共40分) 1．如圖1所示，用兩根相同的細繩水平懸掛一段均勻載流直導(dǎo)線MN，電流I方向從M到N，繩子的拉力均為F。為使F＝0，可能達到要求的方法是(　　) 圖1 A．加水平向右的磁場　　　 B．加水平向左的磁場 C．加垂直紙面向里的磁場 D．加垂直紙面向外的磁場 解析：根據(jù)題意可知：欲使F＝0，則需使磁場力豎直向上，大小等于導(dǎo)線重力，由左手定則可知，磁場方向需垂直紙面向里，故選C。 答案：C 2．如圖2所示，均勻繞制的螺線管水平放置，在

2、其正中心的上方附 近用絕緣繩水平吊起通電直導(dǎo)線A，A與螺線管垂直，A導(dǎo)線中的電 流方向垂直紙面向里，開關(guān)S閉合，A受到通電螺線管磁場的作用力 的方向是 (　　) A．水平向左　　　　 B．水平向右 圖2 C．豎直向下 D．豎直向上 解析：先用安培定則判斷螺線管的磁場方向，在A點導(dǎo)線處的磁場方向是水平向左的；再用左手定則判斷出導(dǎo)線A受到的安培力豎直向上。故選D。 答案：D 3．如圖3所示，A為一水平旋轉(zhuǎn)的橡膠圓盤，帶有大量均勻分 布的負電荷，在圓盤正上方水平放置一通電直導(dǎo)線，電流方向如 圖所示。當(dāng)圓盤高速繞中心軸OO′轉(zhuǎn)動時，

3、通電直導(dǎo)線所受安 培力的方向是(　　) A．豎直向上 B．豎直向下 圖3 C．水平向里 D．水平向外 解析：由電流產(chǎn)生磁場可知橡膠圓盤上高速轉(zhuǎn)動的負電荷產(chǎn)生的磁場在圓盤上方是垂直圓盤向上的，再由左手定則判斷通電導(dǎo)線所受安培力方向水平向里，C正確。 答案：C 4．已知質(zhì)量為m的通電細桿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，如圖4所示，圖5是它的四個側(cè)視 圖，在四種可能的勻強磁場方向中，能使桿ab與導(dǎo)軌之間摩擦力 為零的圖是(　　) 圖4 圖5 解析：用左手定則判斷各圖中通電細桿的安培

4、力方向，再判斷通電細桿所受的摩擦力是否為零。 答案：AB 5．一個可以自由運動的線圈L1和一個固定的線圈L2互相絕緣垂直放 置，且兩個線圈的圓心重合，當(dāng)兩線圈通以如圖6所示的電流時，從 左向右看，則線圈L1將(　　) A．不動　　　　　　 B．順時針轉(zhuǎn)動 圖6 C．逆時針轉(zhuǎn)動 D．向紙面內(nèi)平動 解析：法一：利用結(jié)論法 環(huán)形電流I1、I2之間不平行，則必有相對轉(zhuǎn)動，直到兩環(huán)形電流同向平行為止，據(jù)此可得L1的轉(zhuǎn)動方向應(yīng)是：從左向右看線圈L1順時針轉(zhuǎn)動。 法二：等效法 把線圈L1等效為小磁針，該小磁針剛好處于環(huán)形電流I2的中心，通

5、電后，小磁針的N極應(yīng)指向該點環(huán)形電流I2的磁場方向，由安培定則知L2產(chǎn)生的磁場方向在其中心豎直向上，而L1等效成小磁針后轉(zhuǎn)動前N極指向紙內(nèi)，因此應(yīng)由向紙內(nèi)轉(zhuǎn)為向上，所以從左向右看，線圈L1順時針轉(zhuǎn)動。 答案：B 6．如圖7所示電路中，電池均相同，當(dāng)電鍵S分別置于兩處時，導(dǎo)線MM′與NN′之間的安培力的大小分別為Fa、Fb，可判斷這兩段導(dǎo)線(　　) 圖7 A．相互吸引，F(xiàn)a＞Fb　　　　 B．相互排斥，F(xiàn)a＞Fb C．相互吸引，F(xiàn)a＜Fb D．相互排斥，F(xiàn)a＜Fb 解析：無論電鍵置于a還是置于b，兩導(dǎo)線中通過的都是反向電流，相互間作用力為斥力，A、C錯誤。電鍵置于位

6、置b時電路中電流較大，導(dǎo)線間相互作用力也較大，故D正確。 答案：D 7．螺線管正中間的上方懸掛一個通有順時針方向電流的小線圈，線圈的平 面與螺線管的軸線在同一豎直面內(nèi)，如圖8所示。當(dāng)開關(guān)S合上時(一小段 時間內(nèi))，從上方俯視，線圈應(yīng)該(　　) A．順時針方向轉(zhuǎn)動，同時向左移動 B．逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時向右移動 圖8 C．順時針方向轉(zhuǎn)動，同時懸線的拉力減小 D．逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時懸線的拉力增大 解析：閉合S后，螺線管左端為S極，右端為N極，由左手定則知圓環(huán)右邊受垂直于紙面向里的安培力，左邊受垂直于紙面向外的安培力，所以從上向下看線圈逆時針方向轉(zhuǎn)動，當(dāng)轉(zhuǎn)動

7、到線圈與紙面垂直時，線圈等效為左端為N極、右端為S極的磁針，由磁極間的作用力可知懸線拉力增大。 答案：D 8．(2012·自貢高二檢測)如圖9所示，條形磁鐵放在水平桌面上， 在其正中央的上方固定一根長直導(dǎo)線，導(dǎo)線與磁鐵垂直，給導(dǎo)線通 以垂直于紙面向里的電流，用N表示磁鐵對桌面的壓力，用f表示 桌面對磁鐵的摩擦力，導(dǎo)線中通電后與通電前相比較(　　) 圖9 A．N減小，f＝0 B．N減小，f≠0 C．N增大，f＝0 D．N增大，f≠0 解析：如圖所示，畫出一條通過電流I處的磁感線，電流I處的磁場方向水平向左，由左手定則知電流I受安培力方向豎直向上。根據(jù)牛頓

8、第三定律知，電流對磁鐵的作用力方向豎直向下，所以磁鐵對桌面壓力增大。由于磁鐵沒有相對于桌面的運動趨勢，故桌面對磁鐵無摩擦力作用。故C正確。 答案：C 二、非選擇題(每小題10分，共20分) 9．質(zhì)量為m、長度為L的導(dǎo)體棒MN靜止于水平導(dǎo)軌上，通過 MN的電流為I，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，方向與導(dǎo)軌平面成θ角斜向下，如圖10所示，求棒MN所受的支持力大小和摩擦力大小。 圖10 解析：畫出平面圖，由左手定則判斷出安培力方向，對MN受力分析如圖所示，由平衡條件得： 水平方向：f＝Fsinθ 豎直方向：N＝Fcosθ＋mg 安培力F＝BIL， 所以MN所受的支持力N＝

9、BILcosθ＋mg， 所受摩擦力f＝BILsinθ。 答案：BILcosθ＋mg　BILsinθ 10．如圖11所示，PQ和MN為水平、平行放置的金屬導(dǎo)軌，相距 1 m，導(dǎo)體棒ab跨放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒的質(zhì)量m＝0.2 kg，導(dǎo)體棒 的中點用細繩經(jīng)滑輪與物體相連，物體質(zhì)量 M＝0.3 kg，導(dǎo)體棒與 導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5。勻強磁場的磁感應(yīng)強度B＝2 T，方向 豎直向下，為了使物體勻速上升，應(yīng)在導(dǎo)體棒中通入多大的電流？方向如何？ 圖11 解析：為了使物體勻速上升，導(dǎo)體棒所受安培力方向應(yīng)向左，由左手定則可知，導(dǎo)體棒中的電流方向應(yīng)為a→b。 由平衡條件得：BIL＝Mg＋μmg 解得：I＝＝2 A。 答案：2 A　方向a→b