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1、滚动检测 ( 六)磁场与安培力( 时间： 60 分钟满分： 100 分 )一、单项选择题( 本题共 6 小题，每小题6 分，共 36 分 )图 11如图 1 所示，两根垂直纸面、平行且固定放置的直导线M和 N，通有同向等值电流；沿纸面与直导线M、N 等距放置的另一根可自由移动的通电导线ab，则通电导线ab 在安培力作用下运动的情况是() A沿纸面逆时针转动B沿纸面顺时针转动C a 端转向纸外，b 端转向纸里D a 端转向纸里，b 端转向纸外答案D图 22如图 2 所示，一根质量为m的金属棒 AC用软线悬挂在磁感应强度为B 的匀强磁场中，通入 A C方向的电流时，悬线张力不为零，欲使悬线张力为零
2、，可以采用的办法是() A不改变电流和磁场方向，适当增大电流B只改变电流方向，并适当减小电流C不改变磁场和电流方向，适当减小磁感应强度D只改变磁场方向，并适当减小磁感应强度解析通入 AC方向的电流时， 由左手定则可知，安培力方向垂直金属棒向上，2T F安 mg， F 安 BIL ；欲使悬线张力为零，需增大安培力，但不能改变安培力的方向，只有选项 A 符合要求答案A图 33如图 3 所示，在绝缘的水平面上等间距固定着三根相互平行的通电直导线a、b 和 c，各导线中的电流大小相同，其中a、 c 导线中的电流方向垂直纸面向外，b导线中电流方向1垂直纸面向里， 每根导线都受到另外两根导线对它的安培力作
3、用，则关于每根导线所受安培力的合力，以下说法正确的是() A导线 a 所受合力方向水平向左B导线 a 所受合力方向水平向右C导线 c 所受合力方向水平向左D导线 b 所受合力方向水平向左解析通电直导线同向相吸、异向相斥，可知对于a， Fba 是斥力， Fca 是引力，又因为在a导线所处位置，导线c产生的磁场比导线b产生的磁场弱，则ba 大于ca，即a所受的FF合力向左；而对b，Fab 和 Fcb 都是斥力，且a、 c 是对称的，合力为零；对c，同理可知合力向右，选 A.答案 A图 44(20 12聊城高二检测) 两个绝缘导体环AA、 BB大小相同，环面垂直，环中通有相同大小的恒定电流，如图4
4、所示，则圆心O处磁感应强度的方向为( AA面水平， BB面垂直纸面 )() A指向左上方B指向右下方C竖直向上D水平向右答案A5如 图 5 所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在其左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线，当导线中通以图示方向的电流时() 图 5A磁铁对桌面的压力增大，且受到向右的摩擦力作用B磁铁对桌面的压力减小，且受到向右的摩擦力作用C磁铁对桌面的压力增大，且受到向左的摩擦力作用D磁铁对桌面的压力减小，且受到向左的摩擦力作用答案B2图 66如图 6，在 xOy平面中有一通电直导线与Ox、Oy轴相交，导线中电流方向如图所示该区域有匀强磁场，通电直导线所受磁场力的方向与OZ轴的正方向相同该
5、磁场的磁感应强度的方向可能是() A沿 x 轴正方向B沿 y 轴负方向C沿 z 轴正方向D沿 z 轴负方向解析安培力垂直于I 、 B 决定的平面，因此磁感应强度只要在xOy 平面内且有垂直I向左的分量即可答案B二、双选选择题( 本题共 4 小题，每小题8 分，共 32 分 )图 737全自动洗衣机中的排水阀是由程序控制器控制其动作的，当进行排水和脱水工序时，控制铁芯 1 的线圈通电， 使铁芯 2 动作， 从而牵引排水阀的阀门，排出污水 ( 如图 7 所示 ) 以下说法正确的是() A若输入的控制电流由a 流入，由 b流出，则铁芯2 中 A端为 N 极， B 端为 S 极B若输入的控制电流由a
6、流入，由 b 流出，则铁芯2 中 A 端为 S 极， B 端为 N极C若 、b处输入交变电流，铁芯2不能被吸入线圈中aD若 a、 b 处输入交变电流，铁芯2仍能被吸入线圈中解析 线圈 a、b 间通以直流电，a 为正、 b 为负时线圈的上端为N极，铁芯 2 在图示位置被磁化， A 端为 S 极， B 端为 N 极，铁芯要被吸入线圈中断电后，铁芯在复位弹簧作用下回到原位置 ( 图中未画弹簧 ) 当 a、 b 处输入交变电流时，仍能吸入线圈，因为铁芯仍能被磁化，且磁化后的磁性总是与线圈要发生相吸的作用答案BD图 88通电矩形线框abcd 与长直通电导线MN在同一平面内，如图8 所示， ab 边与 M
7、N平行，关于 MN的磁场对线框的作用力，下列说法正确的是() 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等C线框所受的安培力的合力方向向左D线框所受的安培力的合力方向向右解析由安培定则可知导线MN在线框处所产生的磁场方向垂直于纸面向外，再由左手定则判断出 bc 边和 ad 边所受安培力大小相等，方向相反ab 边受到向右的安培力Fab， cd边受到向左的安培力F，因ab所处的磁场强，cd所处的磁场弱，故F ，线框所受合力Fcdabcd方向向右4答案BD图 99如图 9 ，质量为 m、长为 L 的直导线用两绝缘细线悬挂于O、 O，并处于匀强磁场中当导线中通以沿x 正方向的电
8、流I ，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为. 则磁感应强度的方向和大小可能为() A z 正向，mgB y 正向，mgILtanILmgmgC z 负向， IL tanD沿悬线向上， IL sin 解析 画出通电导线受力图如图所示，由左手定则可知， 当磁感应强度的方向沿y 轴正方向时，安培力沿z轴正方向当BIL时，导线受力平衡，保持静止，即磁感应强度的mg方向沿 y 轴正向，大小为mgIL，选项 B 正确 当磁感应强度的方向沿 z 轴负方向时，安培力沿y 轴正方向当 BIL mgtan 时，导线受力平衡，保持静止，即磁感应强度的方向沿z 轴mg负向，大小为 IL tan，选项 C正确答案B
9、C图 1010电磁轨道炮工作原理如图10 所示待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触电流 I 从一条轨道流入，通过导电弹体从另一条轨道流回轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场( 可视为匀强磁场) ，磁感应强度的大小与 I 成正比通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的办法是() A只将轨道长度L 变为原来的2 倍5B只将电流 I 增加到原来的 2 倍C只将弹体质量减小到原来的一半D将弹体质量减小到原来的一半，轨道长度L 变为原来的2 倍，其他量不变解析 设 B kI ，轨道之间距离 d，则发射过程中，安培力F BI
10、d ，安培力做功W FL221 2v2kI 2dLkI dL，由动能定理kIdL mv，解得弹体的出射速度. 要使弹体的出射速2m度增加至原来的 2 倍，可采用的办法是只将电流I 增加到原来的2 倍；或将弹体质量减小到原来的一 半，轨道长度L 变为原来的 2 倍，其他量不变，选项B、 D 正确答案BD三、非选择题 ( 本题共 2 小题，每小题 16 分，共 32 分计算题要求有必要的文字叙述，列出必要的方程和演算步骤 )图 1111 (16 分 ) 如图 11 所示，固定的两光滑导体圆环半径为0.5 m ，相距1 m在两圆环上放一导体棒，圆环上接有电源，电源的电动势为3 V ，内电阻不计导体棒
11、质量为60 g ，电阻为 1.5 匀强磁场竖直向上，且B 0.4 T 开关 S 闭合后，棒从圆环底端上滑至某一位置后静止试求：(1) 静止后每个环对棒的支持力为多少？( g 取 10 m/s 2)(2) 此棒静止后的位置与环底高度差为多少？解析(1) 导体棒静止时，设每个环对棒的支持力为RN1，两球对棒的作用力为FN，则 FN 2FN，棒受重力 mg、两环对其作用力 FN和安培力 F 的共同作用而平衡， 则三力的合力为零，如图所示 由安培力公式得BILBLE 0.4 13N 0.8 NFR1.5N2mg20.8 20.6 2FF则 FN1 2 22N 0.5 N.(2) 设环对棒的作用力 FN
12、与水平方向的夹角为 ，棒静止后mg 0.06 103的位置与环底高度差为h. 则 tan F 0.84，h r (1 sin ) 0.5 (163 5 ) m 0.2 m.答案(1)0.5 N(2)0.2 m图 1212如图 12所示，光滑的平行导轨倾角为 ，处在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，导轨中接入电动势为、内阻为r的直流电源电路中有一阻值为R的电阻，其余电阻不计，E将质量为 m、长度为 L 的导体棒由静止释放，求导体棒在释放瞬间的加速度的大小解析 受力分析如图所示，导体棒受重力mg、支持力 FN 和安培力 F，由牛顿第二定律：mgsin Fcos ma F BILI ErR由式可得sin BELcos.a gm R r答案BELcosgsin rmR7