高考物理答题模板《通电导线在磁场中受到的力》高频试题特训(2017年最新版)(十)

时间:2017-08-05 18:03:52

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1、选择题  如下图所示,表示磁场对直线电流的作用,其中不正确的是
[? ]
A.
B.
C.
D.


参考答案:C


本题解析:


本题难度:简单



2、计算题  如图所示,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,另一端接有电阻R=5.0Ω。现把一个质量为m=0.040kg的导体棒ab放在金属导轨上,导体棒静止。导体棒与金属导轨垂直、且接触良好,与金属导轨接触的两点间的导体棒的电阻R0=5.0Ω,金属导轨电阻不计,g取10m/s2。已知sin37°=0.60,cos37°=0.80,求:
(1)导体棒受到的安培力大小;
(2)导体棒受到的摩擦力。


参考答案:(1)F=BIL=0.5×0.75×0.4=0.15N
(2)f=mgsinθ-F=0.24-0.15=0.09N


本题解析:


本题难度:一般



3、简答题  如图甲所示,质量为m=5g,长l=10cm的铜棒,用长度亦为l的两根轻软导线水平悬吊在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=

1
3
T.未通电时,轻线在竖直方向,通入恒定电流后,棒向外偏转的最大角度θ=53°,求此棒中恒定电流的大小.
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某同学的解法如下:对铜棒进行受力分析,通电时导线向外偏转,说明安培力方向垂直电流和磁场方向向外,受力如图乙所示(侧视图).
当最大偏转角θ=53°时,棒受力平衡,有:tanθ=
F
mg
=
BIl
mg
? I=
mgtanθ
Bl
=
0.005×10×
4
3

1
3
×0.01
=20A
(1)请你判断,他的解法是否正确?错误的请指出错误所在,并改正.
(2)此棒的最大动能是多少?


参考答案:(1)此同学的解法不正确,最大偏转角θ=53°时棒不处于平衡状态.而是速度为零.?
正确的解法为:
由动能定理得:BIl?lsin53°-mgl(1-cos53°)=0
I=mg(1-cos530)Blsin530=0.005×10×(1-0.6)13×0.1×0.8=0.75A
(2)设偏转角为β时,当速度方向上的合力为零时,棒的动能最大.
即tanβ=BIlmg=12时,
由动能定理得:BIl?lsinβ-mgl(1-cosβ)=Ek-0
解得:EK=6×10-4J


本题解析:


本题难度:一般



4、选择题  把摆球带电的单摆置于匀强磁场中,如图所示,当带电摆球最初两次经过最低点时,相同的量是   (    )

A.小球受到的洛仑兹力
B.摆线的拉力
C.小球的动能
D.小球的加速度


参考答案:CD


本题解析:带电小球在磁场中运动时,由于洛伦兹力不做功,故小球的机械能守恒,即最初二次摆球在最低点时的速度大小相等,方向相反,由左手定则可以判断出,小球二次受到的洛伦兹力的方向不相同,故洛伦兹力不相同,A错误;由于洛伦兹力的方向不相同,故绳子的拉力方向也不相同,B错误;由于小球的速度大小相等,故小球的动能相同,C正确;小球两次在最低点的速度相等,半径也相等,故小球的加速度相同,D正确。
考点:洛伦兹力,向心力,动能。


本题难度:一般



5、选择题  如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上,垂直纸面水平放置一根长为L,质量为m的通电直导线,电流方向垂直纸面向里,欲使导线静止于斜面上,则外加磁场的磁感应强度的大小和方向可以是(?)
?
A.B=mgtanθ/IL,方向垂直斜面向下
B.B=mgtanθ/IL,方向竖直向下
C.B=mg/IL,方向水平向左
D.B=mgcosθ/IL,方向水平向右


参考答案:BC


本题解析:A、磁场方向垂直斜面向下时,根据左手定则,安培力沿斜面向上,导体棒还受到重力和支持力,根据平衡条件和安培力公式,有mgsinα=BIL解得B=,故A错误;
B、磁场竖直向下时,安培力水平向左,导体棒还受到重力和支持力,根据平衡条件和安培力公式,有
mgtanα=BIL,解得B=,故B正确;
C、磁场方向水平向左时,安培力竖直向上,与重力平衡,有mg=BIL,解得B=,故C正确;
D、磁场方向水平向右时,安培力竖直向下,无法平衡,故D错误
故选BC.


本题难度:简单



A good tale ill told is marred in the telling. 好故事还要讲得好。

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