高中物理 3.3 探究安培力同步练习 粤教版选修3-1VIP免费

第3节探究安培力知识点一安培力的大小和方向1．一根容易形变的弹性导线，两端固定，导线中通有电流，方向如下图中箭头所示．当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是()．解析A图中I与B平行应不受安培力，故A错误，由左手定则知B、C错误，D正确．答案D2．将长度为20cm，通有0.1A电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场方向如图3－3－10所示．已知磁感应强度为1T，试求出下列各图中导线所受安培力的大小．图3－3－10解析由安培力的计算公式得：甲图中因导线与磁感线平行，所以安培力为零；乙图中安培力的大小F＝BIL＝1N×0.1×0.2＝0.02N；丙图中安培力的大小F＝BIL＝0.02N.答案00.02N0.02N图3－4－113．(双选)通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，电流方向如图3－4－11所示，ab边与MN平行．关于MN的磁场对线框的作用，下列叙述正确的是()．A．线框有两条边所受的安培力方向相同B．线框有两条边所受的安培力大小相同C．线框所受安培力的合力向左D．线框将绕MN转动解析通电矩形线框abcd在无限长直通电导线形成的磁场中，受到磁场力的作用，对于ad边和bc边，所在的磁场相同，但电流方向相反，所以ad边、bc边受磁场力(安培力)大小相同，方向相反，即ad边和bc边受合力为零．而对于ab和cd两条边，由于在磁场中，离长直导线的位置不同，ab边近而且由左手定则判断受力向左，cd边远而且由左手定则判断受力向右，所以ab边、cd边受合力方向向左，故B、C选项正确．答案BC知识点二安培力作用下导体的运动与平衡图3－3－124．如图3－3－12所示，挂在天平底部的矩形线圈abcd的一部分悬在匀强磁场中，当给矩形线圈通入如图所示的电流I时，调节两盘中的砝码，使天平平衡．然后使电流I反向，这时要在天平的左盘上加质量为2×10－2kg的砝码，才能使天平重新平衡．求磁场对bc边作用力的大小．若已知矩形线圈共10匝，通入的电流I＝0.1A，bc边长度为10cm，求该磁场的磁感应强度．(g取10m/s2)解析根据F＝BIL可知，电流反向前后，磁场对bc边的作用力大小相等，设为F，但由左手定则可知它们的方向是相反的．电流反向前，磁场对bc边的作用力向上，电流反向后，磁场对bc边的作用力向下．因而有2F＝2×10－2×10N＝0.2N，所以F＝0.1N，即磁场对bc边的作用力大小是0.1N．因为磁场对电流的作用力F＝NBIL，故B＝＝T＝1T.答案0.1N1T图3－3－135．质量为m的导体棒MN静止于宽度为L的水平导轨上，通过MN的电流为I，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与导轨平面成θ角斜向下，如图3－3－13所示，求MN所受的支持力和摩擦力的大小．解析导体棒MN处于平衡状态，注意题中磁场方向与MN是垂直的，作出其侧视图，对MN进行受力分析，如图所示．由平衡条件有：Ff＝Fsinθ，FN＝Fcosθ＋mg，其中F＝BIL解得：FN＝BILcosθ＋mg，Ff＝BILsinθ.答案BILcosθ＋mgBILsinθ知识点三磁感应强度6．有关磁感应强度的下列说法中，正确的是()．A．磁感应强度是用来表示磁场强弱及方向的物理量B．若有一小段通电导体在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零C．若有一小段长为L，通以电流为I的导体，在磁场中某处受到的磁场力为F，则该处磁感应强度的大小一定是D．由定义式B＝可知，电流强度I越大，导线L越长，某点的磁感应强度越小解析引入磁感应强度的目的就是用来描述磁场强弱及方向的物理量，故A选项正确；磁感应强度与I和L无关，在B＝中，B、F、L必须相互垂直，故选项A正确．答案A图3－3－147．如图3－3－14所示，通电导线L垂直放于磁场中，导线长8m，磁感应强度B的值为2T，导线所受的力为32N，求导线中电流的大小．解析由F＝BIL得I＝＝A＝2A.答案2A知识点四磁通量图3－3－158．如图3－3－15所示，大圆导线环A中通有电流I，方向如图，另在导线环所在的平面画一个圆B，它的一半面积在A环内，一半面积在A环外，试判断圆B内的磁通量是否为零，若为零，为什么？若不为零，则磁通量是穿出来还是穿进去？解析由环形电流的磁场可知在A环内的磁场方向垂直于纸面向里，A环外部的磁场方向垂直于纸面向外，磁感线是一组闭合的曲...