届高三物理大一轮复习课时提升练 24文档格式.docx

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【答案】　C

2．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8115所示．过c点的导线所受安培力的方向（　　）

图8115

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

【解析】　解法一　根据直线电流的安培定则，a、b在c处所激发的磁场方向分别如图中Ba、Bb所示，应用平行四边形定则可知c导线所在处的合磁场方向如图所示．根据左手定则可知安培力F安的方向与a、b连线垂直，指向左边．

解法二　根据同向电流相互吸引、反向电流相互排斥的特点，可判断导线a、b对导线c的安培力均为吸引力，再由平行四边形定则可知c导线所受合力的方向与ab边垂直，水平向左，C正确．

题组二　安培力的大小和方向

3．如图8116所示，用两根相同的细绳水平悬挂一段均匀载流直导线MN，电流I的方向为从M到N，绳子的拉力均为F.为使F＝0，可能达到要求的方法是（　　）

图8116

A．加水平向右的磁场

B．加水平向左的磁场

C．加垂直纸面向里的磁场

D．加垂直纸面向外的磁场

【解析】　要使绳子的拉力均为0，根据平衡条件知导线所受安培力应竖直向上，由左手定则知，应加垂直纸面向里的磁场．

4．如图8117所示，一个边长为L、三边电阻相同的正三角形金属框放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，若通以如图所示方向的电流（从A点流入，从C点流出），电流大小为I，则关于金属框所受安培力的情况，下列说法正确的是（　　）

图8117

A．金属框所受安培力大小为0

B．金属框所受安培力大小为BIL，方向垂直AC沿纸面向上

C．金属框所受安培力大小为

BIL，方向垂直AC沿纸面向下

D．金属框所受安培力大小为2BIL，方向垂直AC沿纸面向上

【解析】　根据通电导线在磁场中受安培力的特点，可以把正三角形金属框的AB与BC两根导线所受的安培力等效为导线AC所受的安培力，则整个三角形金属框可以看做两根AC导线并联，且两根导线中的总电流等于I，由公式得到F＝BIL，另外根据左手定则，可知整个三角形金属框所受的安培力的方向垂直AC沿纸面向上，所以选项B正确．

【答案】　B

题组三　安培力作用下的综合分析

5．（多选）如图8118所示，通电导体棒静止于水平导轨上，棒的质量为m，长为L，通过的电流大小为I且垂直纸面向里，匀强磁场的磁感应强度B的方向与导轨平面成θ角，则导体棒受到的（　　）

图8118

A．安培力大小为BIL

B．安培力大小为BILsinθ

C．摩擦力大小为BILsinθ

D．支持力大小为mg－BILcosθ

【解析】　根据安培力计算公式，F＝BIL，A正确，B错误；

导体棒受力如图所示，根据平衡条件，Ff＝BILsinθ，C正确；

FN＝mg＋BILcosθ，D错误．

【答案】　AC

6．（湖北省咸宁市2014届摸底）如图8119所示，台秤上放一光滑平板，其左边固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时台秤的读数为FN1，现在磁铁上方中心偏左位置固定一通电导线，电流方向如图当加上电流后，台秤的示数为FN2，则下列说法正确的是（　　）

图8119

A．FN1>

FN2，弹簧长度将变长

B．FN1>

FN2，弹簧长度将变短

C．FN1<

D．FN1<

【解析】　以通电导线为研究对象，由左手定则可知，通电导线在磁场中受到斜向右下方的安培力，由牛顿第三定律可知条形磁铁受到通电导线的磁场力为斜向左上方．该力产生对条形磁铁向上提拉和向左压缩弹簧的效果，则台秤示数变小，弹簧被压缩，选项B正确．

7．一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，如图8120所示．当两线圈中通以图示方向的电流时，从左向右看，线圈L1将（　　）

图8120

A．不动

B．顺时针转动

C．逆时针转动

D．在纸面内平动

【解析】　环形电流I1、I2之间不平行，则必有相对转动，直到两环形电流同向平行为止，据此可得，从左向右看，线圈L1将顺时针转动．

B组　深化训练——提升应考能力

8．如图8121所示，A为一水平旋转的橡胶盘，带有大量均匀分布的负电荷，在圆盘正上方水平放置一通电直导线，电流方向如图所示．当圆盘高速绕中心轴OO′转动时，通电直导线所受磁场力的方向是（　　）

图8121

A．竖直向上　　　　B．竖直向下

C．水平向里D.水平向外

【解析】　由于带负电的圆盘顺时针方向旋转，形成的等效电流为逆时针方向，所产生的磁场方向竖直向上．由左手定则可判定通电导线所受安培力的方向水平向里，故C正确．

9．已知地磁场的水平分量为B，利用这一值可以测定某一弱磁场的磁感应强度，如图8122所示为测定通电线圈中央一点的磁感应强度的实验，实验方法：

图8122

①先将未通电线圈平面固定于南北方向竖直平面内，中央放一枚小磁针，N极指向北方；

②给线圈通电，此时小磁针N极指北偏东θ角后静止，由此可以确定线圈中电流方向（由东向西看）与线圈中央的合磁感应强度分别为（　　）

A．顺时针；

　　　B．顺时针；

C．逆时针；

D.逆时针；

【解析】　由于合磁场的方向北偏东θ角，地磁场的水平分量为B向北，根据平行四边形定则，线圈中央的合磁感应强度大小为

，通电线圈中央一点的磁场水平向东，结合安培定则，可判断线圈中电流方向（由东向西看）为逆时针方向，C正确．

10．（2014·

启东模拟）如图8123所示，在竖直向下的恒定匀强磁场中有一光滑绝缘的

圆轨道，一重为G的金属导体MN垂直于轨道横截面水平放置，在导体中通入电流I，使导体在安培力的作用下以恒定的速率v从A点运动到C点，设导体所在位置的轨道半径与竖直方向的夹角为θ，安培力的瞬时功率为P，则从A到C的过程中，下列有关说法正确的是（　　）

图8123

A．电流方向从N指向M

B．I∝cotθ

C．P∝cosθ

D．P∝sinθ

【解析】　由于安培力方向始终水平向左，根据左手定则知电流方向从M指向N，A错误；

因为导体棒做匀速圆周运动，所以有Gsinθ＝F安cosθ＝ILBcosθ，故I＝

tanθ，即I∝tanθ，B错误；

又P＝F安vcosθ＝Gvsinθ，所以P∝sinθ，C错误、D正确．

【答案】　D

11.（2014·

长沙一中检测）如图8124所示，两平行金属导轨间的距离L＝0.40m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ＝37°

，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B＝0.50T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场．金属导轨的一端接有电动势E＝4.5V、内阻r＝0.50Ω的直流电源．现把一个质量m＝0.040kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止．导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0＝2.5Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s2.已知sin37°

＝0.60，cos37°

＝0.80，求：

图8124

（1）通过导体棒的电流；

（2）导体棒受到的安培力大小；

（3）导体棒受到的摩擦力大小．

【解析】　

（1）根据闭合电路欧姆定律I＝

＝1.5A.

（2）导体棒受到的安培力F安＝BIL＝0.30N.

（3）导体棒受力如图，将重力正交分解

F1＝mgsin37°

＝0.24N

F1＜F安，根据平衡条件

mgsin37°

＋f＝F安，解得：

f＝0.06N.

【答案】　

（1）1.5A　

（2）0.30N　（3）0.06N

12.载流长直导线周围磁场的磁感应强度大小为B＝

，式中常量k>

0，I为电流强度，r为距导线的距离．在水平长直导线MN正下方，矩形线圈abcd通以逆时针方向的恒定电流，被两根等长的轻质绝缘细线静止地悬挂，如图8125所示．开始时MN内不通电流，此时两细线内的张力均为T0.当MN通以强度为I1的电流时，两细线内的张力均减小为T1，当MN内电流强度为I2时，两细线内的张力均大于T0.

图8125

（1）分别指出强度为I1、I2的电流的方向；

（2）求MN分别通以强度为I1和I2的电流时，线框受到的安培力F1与F2大小之比．

【解析】　

（1）根据同向电流相互吸引，反向电流相互排斥，且距离导线越近，相互作用力越大，可知，I1的方向向左，I2的方向向右．

（2）当MN中的电流强度为I时，线圈受到的安培力大小为

F＝kIiL（

－

）

式中r1、r2分别为ab、cd与MN的间距，i为线圈中的电流，L为ab、cd的长度．

＝

【答案】　

（1）I1的方向向左，I2的方向向右　

（2）