1、课时分层作业(二十一)(时间：40分钟分值：100分)一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)1如图所示，长为2L的直导线折成边长相等，夹角为60的“V”形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B，当在该导线中通以电流I时，该“V”形通电导线受到的安培力大小为()ABILB2BILC0.5BIL D0A导线在磁场内有效长度为2Lsin 30L，故该“V”形通电导线受到安培力大小为BIL，A正确。2.如图所示为两根互相平行的通电导线a、b的横截面图，a、b的电流方向已在图中标出。那么导线a中电流产生的磁场的磁感线环绕方向及导线b所受的磁场力的方向应分别为()A磁感线顺时针方
2、向，磁场力向左B磁感线顺时针方向，磁场力向右C磁感线逆时针方向，磁场力向左D磁感线逆时针方向，磁场力向右B由安培定则判断出导线a中电流产生的磁场磁感线环绕方向为顺时针方向，在导线b处产生的磁场方向是竖直向下的；再由左手定则判断出导线b受的安培力是水平向右的，答案B正确。3如图所示，两个完全相同的线圈套在一水平光滑绝缘圆柱上，但能自由移动，若两线圈内通以大小不等的同向电流，则它们的运动情况是()A都绕圆柱转动B以不等的加速度相向运动C以相等的加速度相向运动D以相等的加速度相背运动C同向环形电流间相互吸引，虽然两电流大小不等，但由牛顿第三定律知，两线圈所受作用力必大小相等，C正确。4(多选)如图所
3、示，用同一种电阻丝作成直角三角形框abc，固定在匀强磁场中，磁场方向与三角形平面垂直，在ab间加一电压U，则()Aab与acb所受的磁场力方向相同Bab与acb所受的磁场力方向相反Cab与acb所受的磁场力大小相等Dab所受的磁场力大于acb所受磁场力AD若a点电势高于b点，则由左手定则可知，ab所受磁场力方向垂直ab边向上；ac所受磁场力方向垂直ac边沿bc方向斜向上，大小FacBI1；bc所受磁场力方向垂直bc边沿ac方向斜向上，大小FbcBI1；由几何关系可知，两力的合力垂直于ab向上，故ab与acb所受的磁场力方向相同，选项A正确，B错误；若acb支路电流等于ab支路电流，则因acb等
4、效长度等于ab，故acb所受磁场力等于ab所受的磁场力；但是由于acb支路导线较长，电阻较大，故电流较小，则由FBIL可知ab所受的磁场力大于acb所受的磁场力，选项D正确，C错误。5(多选)如图所示，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导线中的电流方向垂直纸面向内，每根导线都受到另外两根导线对它的安培力作用，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右B导线c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所受合力为零BD由安培定则确定电流磁场方向，再由磁
5、场的叠加判定a、b、c处合磁场方向，由左手定则可得出导线a受合力方向向左，导线c受合力方向向右，导线b受安培力合力为零，故选B、D。6如图所示，在倾角为的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L、质量为m的直导体棒。在导体棒中的电流I垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，下列外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向正确的是()BBmg，方向垂直斜面向下CBmg，方向垂直斜面向下DBmg，方向垂直斜面向上A由左手定则可知，要使棒受力平衡，磁场方向应为垂直斜面向上。对棒由平衡条件可得mgsin BIL，解得Bmg，A正确。二、非选择题(14分)7.长L60 cm、质量m6.0102kg、粗细均匀的金属棒
6、，两端用完全相同的弹簧挂起，放在磁感应强度B0.4 T、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，如图所示，若不计弹簧重力(g取10 m/s2)，问：(1)要使弹簧不伸长，金属棒中电流的大小和方向如何？(2)若在金属棒中通入自左向右、大小为I0.2 A的电流，金属棒下降x11 cm；若通入金属棒中的电流仍为0.2 A，但方向相反，这时金属棒下降了多少？解析(1)要使弹簧不伸长，则重力应与安培力平衡，所以安培力应向上，据左手定则可知电流方向应向右，因mgBLI，所以I2.5 A。(2)因在金属棒中通入自左向右、大小为I0.2 A的电流，金属棒下降x11 cm，由平衡条件得mgBLI2kx1。当电流反向时，由
7、平衡条件得mgBLI2kx2。解得x21.17 cm。答案(1)2.5 A向右(2)1.17 cm一、选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分)1如图所示，放在台秤上的条形磁铁两极未知，为了探明磁铁的极性，在它中央的正上方固定一导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则()A如果台秤的示数增大，说明磁铁左端是北极B如果台秤的示数增大，说明磁铁右端是北极C无论如何台秤的示数都不可能变化D以上说法都不正确A如果台秤的示数增大，说明导线对磁铁的作用力竖直向下，由牛顿第三定律知，磁铁对导线的作用力竖直向上，根据左手定则可判断，导线所在处磁场方向水平向右，由磁铁周围磁场分布规律可知，磁铁的
8、左端为北极，A正确，B、C、D错误。2(多选)通电矩形线框abcd与长直通电导线MN在同一平面内，如图所示，ab边与MN平行。关于MN的磁场对线框的作用力，下列说法正确的是()A线框有两条边所受到的安培力方向相同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BD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Fcd。因ab所处的磁场强，cd所处的磁场弱，故FabFcd，线框所受合力方向向右。3(多选)如图所示的装置可
9、演示磁场对通电导线的作用，电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨，L是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆，当磁铁线圈两端a、b，导轨两端e、f分别接到两个不同的直流电源上时，L便在导轨上滑动。下列说法正确的是()A若a接正极，b接负极，e接正极，f接负极，则L向右滑动B若a接正极，b接负极，e接负极，f接正极，则L向右滑动C若a接负极，b接正极，e接正极，f接负极，则L向左滑动D若a接负极，b接正极，e接负极，f接正极，则L向左滑动BD若a接正极，b接负极，则电磁铁磁极间磁场方向向上，当e接正极，f接负极时，由左手定则可知，金属杆所受安培力向左，则L向左滑动，A错误；同理可判定B、D
10、正确，C错误。4如图所示，abcd是一个用粗细均匀、同种材料的导线弯折成的长方形线框，线框竖直放置，ab长度为L，bc长度为。匀强磁场的方向垂直于金属框平面向里，磁感应强度大小为B。若金属框a、b两端与恒压电源相连，电流方向如图所示，若通过ab边的电流大小为I，则金属框受到的安培力大小和方向分别为()ABIL，方向竖直向上B2BIL，方向竖直向上CBIL，方向竖直向下D3BIL，方向竖直向下A由题意可知，边ab(cd)的长度是边ad(bc)长度的2倍，所以边ab(cd)的电阻是边ad(bc)电阻的2倍，由并联关系可知，通过adcb支路的电流为，所以边dc所受安培力大小为FdcBIL，方向竖直向
11、上，边ab所受安培力大小为FabBIL，方向竖直向上，边ad和边bc所受安培力的合力为零，所以金属框所受安培力大小为FBIL，方向竖直向上，故A正确。二、非选择题(本题共2小题，共26分)5(12分)如图所示，光滑的平行导轨间距为L，倾角为，处在竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，导轨中接入电动势为E、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，将质量为m的导体棒由静止释放，求导体棒在释放时的瞬时加速度的大小。解析对导体棒受力分析，如图所示。由牛顿第二定律得mgsin BILcos ma由闭合电路欧姆定律得EI(Rr)由以上两式解得agsin 。答案gsin 6(14分)如图所示，在倾角为37的光滑斜面上有一根长为0.4 m、质量为6102 kg的通电直导线，电流I1 A，方向垂直纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动，整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4 T，方向竖直向上的磁场中，设t0时，B0，则需要多长时间斜面对导线的支持力为零？(g取10 m/s2)解析导线恰要离开斜面时受力情况如图所示。由平衡条件，得F而FBIlB0.4 t代入数据并联解即得t5 s。答案5 s