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1、精练9-2一选择题1(2018广州一模) 如图,“L”型导线abc固定并垂直放置在磁感应强度为B的匀强磁场中,ab长为l,bc长为,导线通入恒定电流I,设导线受到的安培力大小为F,方向与bc夹角为,则来源:学科网ZXXKA, B,C, D,【参考答案】D【命题意图】本题考查安培力、左手定则及其相关的知识点。2. (2018浙江十校联盟)某同学自己制做了一个简易电动机,如图所示。其中矩形线圈由一根漆包线绕制而成,漆包线两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出,并且作为线圈的转轴。现将线圈架在两个金属支架之间,此时线圈平面位于竖直面内,将永磁铁置于线圈下方。为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动
2、起来,该同学应将( )A左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉B左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉C左转轴上侧的绝缘漆刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉D 左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉,右转轴上侧的绝缘漆刮掉 【参考答案】.A【命题意图】本题考查电动机原理、安培力及其相关的物理知识,意在考查运用相关知识分析解决实际问题的能力。3(2018河北衡水六调)一通电直导线与x轴平行放置,匀强磁场的方向与xOy坐标平面平行,导线受到的安培力为F。若将该导线做成圆环,放置在xOy坐标平面内,如图所示,并保持通电的电流不变,两端点ab连线也与x轴平行,则圆环受到的安培力大小为 ( )AF B CD【参考答案】C【命题意图】本
3、题考查安培力及其相关的知识点。【解题思路】根据安培力公式,安培力F与导线长度L成正比;若将该导线做成圆环,由L=2R,解得圆环的半径R=,圆环ab两点之间的距离L=R=。由F/L=F/L解得:F=,选项C正确。4如图,ab、cd是两根长度均为L4.0 m,质量分别为m10.6 kg和m20.2 kg的金属棒,两根等长的细金属杆将两节干电池与两个金属棒串联成闭合回路,整个回路用绝缘细线悬挂在天花板上,保证金属棒水平。整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度B1.0 T,电路中的电流I0.5 A,待系统稳定之后(金属棒、细金属杆在力的作用下不会发生变形,取g10 m/s2),则()A绝缘细线与
4、竖直方向的夹角0B绝缘细线与竖直方向的夹角45C细金属杆与竖直方向的夹角45D细金属杆与竖直方向的夹角90【参考答案】AC6.(2016甘肃兰州模拟)如图所示,均匀绕制的螺线管水平放置,在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A,A与螺线管垂直。A导线中的电流方向垂直纸面向里,闭合开关S,A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是()A.水平向左 B.水平向右C.竖直向下 D.竖直向上【参考答案】D7(2016河南省名校联考)如题图所示,两根平行放置、长度均为L的直导线a和b,放置在与导线所在平面垂直的匀强磁场中。当a导线通有电流强度为I,b导线通有电流强度2I,且电流方向相反时,a导线受到的
5、磁场力大小为F1,b导线受到的磁场力大小为F2,则a通电导线的电流在b导线处产生的磁感应强度大小为A B C D【参考答案】C8(2014北京顺义区质检)实验室经常使用的电流表是磁电式仪表。这种电流表的构造如题17-17图甲所示。蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐向分布的。当线圈通以如题17-17图乙所示的稳恒电流(b端电流流向垂直纸面向内),下列说法不正确的是 A当线圈在如图乙所示的位置时,b端受到的安培力方向向上。B线圈转动时,螺旋弹簧被扭动,阻碍线圈转动。C线圈的框架选择铝质材料,不仅考虑铝的密度小、强度高,更主要的是因为铝框转动时产生涡流,阻碍线圈的转动,这样有利于指针很快地稳定指到读数
6、位置上D由于这种仪表是一种比较精密、容易损坏的仪器,所以在搬动运输这种电流表过程中,应该用导线将图中两接线柱直接连接,这样可以有效的减小线圈产生的摆动,以防止电表受损。【参考答案】A【名师解析】当线圈在如图乙所示的位置时,由左手定则可判断出b端受到的安培力方向向下,选项A不正确。9如图所示为一螺距较大、有弹性的通电螺线管的磁场截面分布图,虚线为螺线管的中轴线(与某一磁感线重合),ab为用绝缘细线悬挂的位于螺线管的正上方的通电直导线,其电流方向由a到b,电流很小,不影响螺线管磁场。下列说法正确的是A. P、Q两点的磁感应强度相同B. 直导线ab通电后,a端垂直纸面向外转动C. 断开螺线管的电源后
7、,螺线管有沿水平方向向内收缩的趋势D. 将不计重力的电子沿中轴线射入螺线管,电子将做匀速直线运动【参考答案】D10一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方,如图所示,如果直导线可以自由地运动且通以方向为由A到B的电流,则导线AB受磁场力后的运动情况为()A从上向下看顺时针转动并靠近螺线管B从上向下看顺时针转动并远离螺线管C从上向下看逆时针转动并远离螺线管D从上向下看逆时针转动并靠近螺线管【参考答案】D【名师解析】先由安培定则判断出通电螺线管的N、S极,找出导线左、右两端磁感应强度的方向,并用左手定则判断这两端受到的安培力的方向,如图甲所示可以判断导线受磁场力后从上向下看逆时针方向转动再
8、分析此时导线位置的磁场方向,再次用左手定则判断导线受磁场力的方向,如图乙所示,导线还要靠近螺线管,所以D正确,A、B、C错误来源:学_科_网Z_X_X_K11如图所示,无限长导线,均通以恒定电流I,直线部分和坐标轴接近重合,弯曲部分是以坐标原点O为圆心的相同半径的一段圆弧,己知直线部分在原点O处不形成磁场,在第一象限圆弧电流在原点产生的磁感应强度为B,现在原点O处放一小段与x轴重合的长为L的通电导线P(可以视为电流元),导线P的电流大小为I,电流方向沿x轴正方向,则通电导线P受到的安培力的大小和方向是A. 2BIL,方向与y轴正方向相同B. 2BIL,方向与y轴负方向相同C. 4BIL,方向与
9、y轴正方向相同D. 4BIL,方向与y轴负方向相同【参考答案】A点睛:考查通电导线周围磁场的分布和安培力,掌握矢量合成法则,注意叠加原则,理解右手螺旋定则是解题的关键。12如图所示,直角三角形闭合线框abc处于匀强磁场中,acb30,磁场垂直线框平面向里,线框中通入顺时针方向电流时,下列说法正确的是A. ab边受到的安培力向右B. ac边受到的安培力与ab边受到的安培力大小相等C. ab边与bc边受到的安培力的合力大于ac边受到的安培力D. 整个线框所受的安培力的合力为零【参考答案】D【点睛】通电直角三角形线圈处于匀强磁场中,受到安培力作用,根据左手定则确定安培力的方向,再由公式F=BIL确定
10、安培力的大小,最后由力的合成来算出安培力的合力。13.如图(a)所示,扬声器中有一线圈处于磁场中,当音频电流信号通过线圈时,线圈带动纸盆振动,发出声音。俯视图(b)表示处于辐射状磁场中的线圈(线圈平面即纸面)磁场方向如图中箭头所示,在图(b)中( )A.当电流沿顺时针方向时,线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里B.当电流沿顺时针方向时,线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外C.当电流沿逆时针方向时,线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里D.当电流沿逆时针方向时,线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外【参考答案】B,C 【名师解析】将环形导线分割成无限个小段,每一小段看成直导线,则根据左手定则,当电流瞬时针时
11、,导线的安培力垂直纸面向外,故选项A错误,选项B正确;当电流逆时针时,根据左手定则可以知道安培力垂直纸面向里,故选项C正确,选项D错误。【分析】应用化曲为直法,把线圈看成一小段一小段的直导线连接而成,再根据左手定则判断所受安培力的方向即可14.处于磁场B中的矩形金属线框可绕轴OO 转动,当线框中通以电流时,如图所示,此时线框左右两边受安培力F的方向正确的是( )A.B.来源:学科网C.D.【参考答案】D 【分析】通电导线在磁场中的安培力要用左手定则判断,当然电流不能和磁场方向平行,判断出电流方向和磁场方向,运用左手定则即可以知道安培力方向。15一条形磁铁放在水平桌面上,它的上方靠右极一侧吊挂一
12、根与它垂直的导电棒,图中只画出此棒的截面图,并标出此棒中的电流是流向纸内的,逐渐增大导电棒中的电流,磁铁一直保持静止。可能产生的情况是( )A. 磁铁对桌面的压力不变B. 磁铁对桌面的压力一定增大C. 磁铁受到摩擦力的方向可能改变D. 磁铁受到的摩擦力一定增大【参考答案】D16. (2016河南八市重点高中联考)如图所示,无限长水平直导线中通有向右的恒定电流I,导线正下方固定一正方形线框。线框中叶通有顺时针方向的恒定电流I,线框边长为L,线框上边与直导线平行,且到直导线的距离也为L,已知在长直导线的磁场中距离长直导线r处的磁感应强度大小为B=kI/r,线框质量为m,则释放线框的一瞬间,线框的加
13、速度可能为A0 B-g C-g Dg - 来源:学科网ZXXK【参考答案】AC【命题意图】本题考查了安培力、牛顿运动定律等知识点。【解题思路】线框上边所在处的磁感应强度大小为B1=k ,由安培定则可判断出磁场方向为垂直纸面向里,所受安培力的大小为F1= B1IL=kI2,由左手定则可判断出安培力方向向上;线框下边所在处的磁感应强度大小为B2=k ,所受安培力的大小为F2= B2IL=kI2,由左手定则可判断出安培力方向向下;若F1= F2+mg,则加速度为零,选项A正确。若F1(F2+mg),则加速度方向向上,由F1-(F2+mg)=ma,解得a= -g,选项C正确B错误。若F10,I为电流强
14、度,r为距导线的即离。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,如题15-7图所示。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内的电流强度变为I2时,两细线的张力均大于T0。来源:Z&xx&k.Com(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电流时,线框受到的安培力F1与F2大小之比;(3)当MN内的电流强度为I3时两细线恰好断裂,在此瞬间线圈的加速度大小为a,求I3。【名师解析】(1)I1方向向左,I2方向向右。(2)当M
15、N中通以强度为I的电流时,线框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。F1F2= I1I2。(3)设MN中电流强度为I3时,线框受到的安培力大小为F3。由题设条件有2 T0=G,2 T1+F1=G,F3+G=ma=a。=,I3=I1。3. (2014高考福建理综)如图,某一新型发电装置的发电管是横截面为矩形的水平管道,管道的长为L、宽度为d、高为h,上下两面是绝缘板,前后两侧面M、N是电阻可忽略的导体板,两导体板与开关S和定值电阻R相连。整个管道置于磁感应强度大小为B,方向沿z轴正方向的匀强磁场中。管道内始终充满
16、电阻率为的导电液体(有大量的正、负离子),且开关闭合前后,液体在管道进、出口两端压强差的作用下,均以恒定速率v0沿x轴正向流动,液体所受的摩擦阻力不变。(1)求开关闭合前,M、N两板间的电势差大小U0;(2)求开关闭合前后,管道两端压强差的变化p;(3)调整矩形管道的宽和高,但保持其它量和矩形管道的横截面S=dh不变,求电阻R可获得的最大功率Pm及相应的宽高比d/h的值。【名师解析】根据导电液体中的带电粒子在管道内运动受力平衡解得M、N两板间的电势差大小U0;根据开关闭合前后管道内导电液体受力情况及其相关知识,解得管道两端压强差的变化p;表示出电阻R获得的功率表达式,利用相关数学知识得到电阻R可获得的最大功率Pm及相应的宽高比d/h的值。【解答】(1)设带电粒子所带的电量为q,当其所受的洛伦兹力与电场力平衡时,U0保持相对稳定,有:q v0B=q解得:U0=Bd v0。联立解得压强差的变化p=。(3)电阻R获得的功率为:P=I2R= R,变化为:P=R,当=即d/h=LR/时,电阻R获得最大功率。最大功率:Pm=。注解:此题求最值运用了“积定二数相等时和最大”。