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1、第九章 第1單元 磁場(chǎng)的描述 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用一、單項(xiàng)選擇題(本題共6小題,每小題7分,共42分)1在如圖1所示的電路中,電池均相同,當(dāng)電鍵S分別置于a、b兩處時(shí),導(dǎo)線MM與NN之間的安培力的大小分別為Fa、Fb,可判斷這兩段導(dǎo)線()圖1A相互吸引,F(xiàn)aFb B相互排斥,F(xiàn)aFbC相互吸引,F(xiàn)aFb D相互排斥,F(xiàn)aFb2把一根柔軟的螺旋形彈簧豎直懸掛起來(lái),使它的下端剛好跟杯里的水銀面相接觸,并使它組成如圖2所示的電路圖當(dāng)開(kāi)關(guān)S接通后,將看到的現(xiàn)象是()圖2A彈簧向上收縮B彈簧被拉長(zhǎng)C彈簧上下跳動(dòng)D彈簧仍靜止不動(dòng)3如圖3所示,條形磁鐵放在水平桌面上,它的正中間的上方固定一根長(zhǎng)直導(dǎo)線A,現(xiàn)使導(dǎo)線
2、內(nèi)通過(guò)垂直于紙面向里的恒定電流,則磁鐵受到 桌面的支持力大小變化情況是 ()A不變 B減小 圖 3C增大 D無(wú)法判斷4.在等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)a、b、c處,各有一條長(zhǎng)直導(dǎo)線垂直穿過(guò)紙面,導(dǎo)線中通有大小相等的恒定電流,方向如圖4所示,過(guò)c點(diǎn)的導(dǎo)線所受安培力的方向()A與ab邊平行,豎直向上 圖4B與ab邊平行,豎直向下C與ab邊垂直,指向左邊D與ab邊垂直,指向右邊5取兩個(gè)完全相同的長(zhǎng)導(dǎo)線,用其中一根繞成如圖5甲所示的螺線管,當(dāng)該螺線管中通以電流為I的電流時(shí),測(cè)得螺線管內(nèi)中部的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B;若將另一根長(zhǎng)導(dǎo)線對(duì)折后繞成如圖5乙所示的螺線管,并通以電流也為I的電流時(shí),在螺線管內(nèi)中部的磁感應(yīng)強(qiáng)度
3、大小為 ()圖5A0 B0.5B CB D2B6.如圖6所示,在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有兩根豎直 放置的平行導(dǎo)軌AB、CD,導(dǎo)軌上放有質(zhì)量為m的金屬棒MN,棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,現(xiàn)從t0時(shí)刻起,給棒通以圖示方向的電流,且電流大小與時(shí)間成正比,即Ikt,其中k1為正恒量若金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直,則如圖7所示的表示棒所受的摩擦力隨時(shí)間變化的四幅圖中,正確的是 () 圖6圖7二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題,每小題7分,共28分每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題意,全部選對(duì)的得7分,選對(duì)但不全的得3分,錯(cuò)選或不答的得0分)7.如圖8所示,一金屬直桿MN兩端接有導(dǎo)線,懸掛于線圈上方,MN與線圈軸線處于同一豎直平面內(nèi)
4、,為使MN垂直紙面向外運(yùn)動(dòng),可以 ()A將a、c端接電源正極,b、d端接電源負(fù)極B將b、d端接電源正極,a、c端接電源負(fù)極 圖8C將a、d端接電源正極,b、c端接電源負(fù)極D將a、c端接交流電源的一端,b、d端接交流電源的另一端8在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,水平放置一根長(zhǎng)通電直導(dǎo)線,電流的方向垂直于紙面向里如圖9所示,a、b、c、d是以直導(dǎo)線為圓心的同一圓周上的四點(diǎn),在這四點(diǎn)中 ()Ac、d兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等Ba、b兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等圖9Cc點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的值最小Da點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的值最大9質(zhì)量為m的通電細(xì)桿置于傾角為的導(dǎo)軌上,導(dǎo)軌的寬度為d,桿與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)
5、為,有垂直于紙面向里的電流通過(guò)桿,桿恰好靜止于導(dǎo)軌上在如圖10所示的A、B、C、D四個(gè)圖中,桿與導(dǎo)軌間的摩擦力一定不為零的是 ()圖1010如圖11所示,有兩根長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m的細(xì)導(dǎo)體棒a、b,a被水平放置在傾角為45°的光滑斜面上,b被水平固定在與a在同一水平面的另一位置,且a、b平行,它們之間的距離為x.當(dāng)兩細(xì)棒中均通以電流大小為I的同向電流時(shí),a恰能在斜面上保持靜止,則下列關(guān)于b的電流在a處產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的說(shuō)法正確的是 ()A方向向上 圖11B大小為C要使a仍能保持靜止,而減小b在a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度,可使b上移D若使b下移,a將不能保持靜止三、計(jì)算題(本題共2小題,共30
6、分解答時(shí)請(qǐng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟只寫(xiě)出最后答案的不能得分有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位)11(14分)如圖12所示,在傾角為37°的光滑斜面上有一根長(zhǎng)為0.4 m、質(zhì)量為6×102 kg的通電直導(dǎo)線,電流大小I1 A、方向垂直于紙面向外,導(dǎo)線用平行于斜面的輕繩拴住不動(dòng),整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度每秒增加0.4 T、方向豎直向上的磁場(chǎng)中,設(shè)t0時(shí),B0,求需要幾秒,斜面對(duì)導(dǎo)線的支持力為零?(g取10 m/s2) 圖1212(16分)(2010·鹽城模擬)粗細(xì)均勻的直導(dǎo)線ab的兩端懸掛在兩根相同的 彈簧下邊,ab恰好處在水平位置(如圖13
7、所示)已知ab的質(zhì)量為m10 g,長(zhǎng)度L60 cm,沿水平方向與ab垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.4 T. 圖13(1)要使兩根彈簧能處在自然狀態(tài),既不被拉長(zhǎng),也不被壓縮,ab中應(yīng)沿什么方向、通過(guò)多大的電流?(2)當(dāng)導(dǎo)線中有方向從a到b、大小為0.2 A的電流通過(guò)時(shí),兩根彈簧均被拉長(zhǎng)了x1 mm,求該彈簧的勁度系數(shù)(3)當(dāng)導(dǎo)線中由b到a方向通過(guò)0.2 A的電流時(shí)兩根彈簧被拉長(zhǎng)多少?(取g9.6 m/s29.6 N/kg)第九章 第1單元 磁場(chǎng)的描述 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用【參考答案與詳細(xì)解析】一、單項(xiàng)選擇題(本題共6小題,每小題7分,共42分)1解析:無(wú)論電鍵置于a還是置于b,兩導(dǎo)線中通過(guò)的都是反
8、向電流,相互間作用力為斥力,A、C錯(cuò)誤電鍵置于位置b時(shí)電路中電流較大,導(dǎo)線間相互作用力也較大,故C錯(cuò)誤,D正確答案:D2解析:如圖所示,通電后,彈簧的每一圈都相當(dāng)于一個(gè)環(huán)形電流,且各圈 的電流繞向相同任取其中兩圈,其相鄰兩側(cè)一定形成相異極性,因此互相吸引(或者,也可把任意兩圈的相鄰各段,看做兩個(gè)同向電流而相互吸引)彈簧的各圈互相吸引后,彈簧收縮,下端脫離水銀面,使電路斷開(kāi)電路斷開(kāi)后,彈簧中的電流消失,磁場(chǎng)作用失去,彈簧在自身重力及彈力作用下下落于是,電路又接通,彈簧又收縮如此周而復(fù)始,彈簧上下跳動(dòng)C項(xiàng)正確答案:C3解析:以通電直導(dǎo)線為研究對(duì)象,由左手定則判斷其受安培力向上,則由牛頓第三定律知磁
9、鐵受通電直導(dǎo)線的安培力向下,即對(duì)桌面的壓力增大,所以磁鐵受到桌面的支持力增大C項(xiàng)正確答案:C4. 解析:a處導(dǎo)線在c處產(chǎn)生的磁場(chǎng)B1的方向垂直于ac連線向左下方,b處導(dǎo)線在c處產(chǎn)生的磁場(chǎng)B2的方向垂直于bc連線向右下方,B1和B2的合磁場(chǎng)B的方向豎直向下,由左手定則可判斷出過(guò)c點(diǎn)的導(dǎo)線所受安培力的方向與ab邊垂直,指向左邊,C正確答案:C5解析:圖乙中螺線管上的長(zhǎng)導(dǎo)線可等效為兩個(gè)通過(guò)等大反向電流的通電螺線管,兩螺線管電流方向相反,由安培定則可知產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向也是大小相等、方向相反的,所以螺線管中部磁感應(yīng)強(qiáng)度為零A項(xiàng)正確答案:A6.解析:當(dāng)FfBILBLkt<mg時(shí),棒沿導(dǎo)軌向下加速;當(dāng)F
10、fBLkt>mg時(shí),棒沿導(dǎo)軌向下減速;在棒停止運(yùn)動(dòng)前,棒所受摩擦力為滑動(dòng)摩擦力,大小為FfBLkt;當(dāng)棒停止運(yùn)動(dòng)時(shí),摩擦力立即變?yōu)殪o摩擦力,大小為Ffmg,故選項(xiàng)C正確答案:C二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題,每小題7分,共28分每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題意,全部選對(duì)的得7分,選對(duì)但不全的得3分,錯(cuò)選或不答的得0分)7.解析:A選項(xiàng)中,由安培定則知螺線管上端為N極,MN中電流方向向右,由左手定則知MN垂直紙面向外運(yùn)動(dòng),故A正確B選項(xiàng)中接法使螺線管上端為S極,MN中電流由N到M,由左手定則可判知B正確同理可知C錯(cuò)誤,D正確D選項(xiàng)易受迷惑,但仔細(xì)分析會(huì)發(fā)現(xiàn)該選項(xiàng)與A、B選項(xiàng)相同,也可使桿垂直紙面向外
11、運(yùn)動(dòng)答案:ABD8解析:通電直導(dǎo)線在c點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與B0的方向相反,b、d兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與B0垂直,a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與B0同向,由磁場(chǎng)的疊加知c點(diǎn)的合磁感應(yīng)強(qiáng)度最小,a點(diǎn)的合磁感應(yīng)強(qiáng)度最大C、D項(xiàng)正確答案:CD9解析:A中通電細(xì)桿所受安培力水平向右,B中安培力豎直向上,這兩種情況,即使沒(méi)有摩擦力,通電細(xì)桿也可以靜止在導(dǎo)軌上;C中安培力豎直向下,D中安培力水平向左,這兩種情況,如果沒(méi)有摩擦力,通電細(xì)桿均不能靜止,故C、D均對(duì)答案:CD10解析:由安培定則可知b的電流在a處產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向向上,A錯(cuò)誤a的受力如圖甲所示tan45°,所以B,B錯(cuò)b無(wú)論上移還是下移
12、,b在a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度均減小若上移,a的受力如圖乙所示上移過(guò)程中FN逐漸減小,F(xiàn)安先減小后增大,故C正確若使b下移,同理可分析a將不能保持靜止,D正確答案:B三、計(jì)算題(本題共2小題,共30分解答時(shí)請(qǐng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟只寫(xiě)出最后答案的不能得分有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位)11解析:斜面對(duì)導(dǎo)線支持力為零時(shí)導(dǎo)線受力如圖所示由圖知FTcos37°FFTsin37°mg解得:F0.8 N.由FBIL得:B T2 T,由B0.4t T得t5 s.答案:5 s12解析:(1)只有當(dāng)ab受到的磁場(chǎng)力方向豎直向上且大小等于ab的重力時(shí),兩根彈簧才能處于自然狀態(tài),根據(jù)左手定則,ab中的電流應(yīng)由a到b,電流的大小由mgBIL求得I A0.4 A.(2)當(dāng)導(dǎo)線中通過(guò)由a到b
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