假期作业(一) 磁场对通电导线的作用力-【百汇大课堂·暑假作业】2022年高二物理（新教材）

假期作业　 参 考 答 案 假期作业(一)　磁场对通电导线的作用力 知识要点 １．(１)磁场　(２)电流　(３)左手定则　垂直　掌心　电 流的方向　拇指　２．(１)IlB　(２)０　(３)IlBsinθ 素养测评 １．AB　[当 棒 恰 能 静 止 时 满 足:mg＝μFN;FN ＝F＝ B０IL,解得 B０＝１T,则 磁 感 应 强 度 大 小 满 足 B≥ １T．选项 A、B正确．] ２．AC　[在磁铁外部,磁感线从 N极指向S极,长直导线 在磁铁的中央上方,导线所在处磁场水平向右;导线 电流垂直于纸面向外,由左手定则可知,导线受到的 安培力竖直向上,故 A正确,B错误;由牛顿第三定律 可知,导线对磁铁的作用力竖直向下,则磁铁对桌面 的压力比通电前大,故C正确,D错误．] ３．AB　[由左手定则判断可知金属棒受到的安培力方向 竖直向下,选项 A正确;金属棒通电后,闭合回路电流 I＝ER ＝６A ,金属棒受到的安培力大小为F＝BIL,由 平衡条件知,开关闭合前２kx＝mg,开关闭合后２k(x ＋Δx)＝mg＋F,代入数值解得k＝１０N/m,B＝０．１T,选 项B正确,C错误;若仅将磁场反向,开关闭合,安培力 方向向上,由于F安 ＝０．１×６×０．１N＝０．０６N＜mg, 则弹簧将仍被拉长,则由２kx＋F安 ＝mg,解得x′＝ ０．２cm．即系 统 重 新 平 衡 后,两 弹 簧 的 伸 长 量 均 为 ０．２cm,选项 D错误．] ４．C　[导线a在c处产生的磁场方向由安培定则可判 断,即垂直ac向左,同理导线b在c处产生的磁场方 向垂直bc向下,则由平行四边形定则,过c点的合磁 场方向平行于ab,根据左手定则可判断导线c受到的 安培力垂直ab边,指向左边．] ５．D　[从a点沿金属棒看进去,受力分析如图, 磁感应强度最小时,安培力最小,如图所示． 可得Fmin＝mgsinθ＝BIL,故Bmin＝ mg ILsinθ , 再结合左手定则,可得,磁感应强度的方向为沿绳向 上,故 A、B、C错误,D正确．] ６．B　[根据安培定则判断a导线磁感线的方向为顺时 针方向,在b导线处的磁感线竖直向下,根据左手定则 判断b导线受到的安培力水平向右,故B正确,A、C、D 错误．] ７．C　[磁场调整前,导体棒 N 受力如 图所示,由受力平衡,得: B１IL＝mgtan３０°, 调整后B２IL＝mgtan６０°, 可得B２＝３B１,故选C．] ８．A　[根据物体的平衡条件可得,ab棒恰不右滑时G－μmg －BI１L＝０,解得I１＝１A,ab棒恰不左滑时G＋μmg－ BI２L＝０,解得I２＝５A．根据闭合电路欧姆定律可得 E＝I１(R１＋r),E＝I２(R２＋r),代入数据得R１＝９．９Ω, R２＝１．９Ω．所以R的取值范围为１．９Ω≤R≤９．９Ω, 故 A正确,B、C、D错误．] ９．B　[设每一根导体棒的电阻为R,长度为L,则电路 中,上下两路电阻之比为R１∶R２＝２R∶R＝２∶１,根 据并联电路两端各电压相等的特点可知,上下两路电 流之比I１∶I２＝１∶２．如下图所示,由于上路通电的 导体受安培力的有效长度为L,根据安培力计算公式 F＝ILB,可知F′∶F＝I１∶I２＝１∶２,得F′＝ １ ２F ,根 据左手定则可知,两力方向相同, 故线框LMN 所受的合力大小为F＋F′＝３２F ,故本 题选B．] １０．C　[设A、B 的电流方向垂直纸面向里,C 的电流方 向垂直纸面向外,连接 AC、AB,过C 作AB 的垂线 CD,如图所示: 　 由几何关系可知,AB＝BC＝AC＝ ３R,即△ABC 是 一个等边三角形,根据磁感应强度的表达式B＝kIr 可知,三根导线的电流大小相等,若A 对B 的磁场力 大小为F,则A 对C 的磁场力大小也为F,B 对A 的 磁场力大小也为F,B 对C 的磁场力大小也为F,故 A、B错误;对C 受力分析如图所示:由力的合成法 得:F合 ＝２Fcos３０°＝ ３F,C正确,D错误．] 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 —５５— 　高二暑假􀅰物理 １１．解析　(１)根据闭合电路欧姆定律: I＝ ER＋r＝ ４．５ １＋８A＝０．５A 根据安培力公式: F＝BIL＝１×０．５×０．６N＝０．３N; (２)根据平衡条件:f＝F＝０．３N 答案　(１)０．３N　(２)０．３N １２．解析