内容正文:
课时作业(1) 安培力 安培力的应用
[对应学生用书P87]
1.在下列的四个图中,标出了磁感应强度B的方向、通电直导线中电流I的方向以及通电直导线所受安培力F的方向,其中正确的是( )
D [安培力的方向一定与直导线和磁场所决定的平面垂直,A、B均错误,由左手定则可判断C错误,D正确.]
2.如图所示,取一柔软的铝箔条,把它折成天桥状并用胶纸粘牢两端,使蹄形磁铁横跨过“天桥”.当电池与铝箔接通时( )
A.铝箔条中部向磁铁S极运动
B.铝箔条中部向磁铁N极运动
C.铝箔条中部向下方运动
D.铝箔条中部向上方运动
D [由题意可知,通过“天桥”的电流方向由外向内,而磁场方向由N极到S极,根据左手定则可知,铝箔条中部受到的安培力向上,故A、B、C错误,D正确.]
3.如图所示,两根垂直于纸面的直导线M和N相互平行且固定放置,通有同向等大电流,沿纸面与直导线M、N等距放置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.a端转向纸面里,b端转向纸面外
B.a端转向纸面外,b端转向纸面里
C.沿纸面逆时针转动
D.沿纸面顺时针转动
A [导线M和N周围的磁感线都是以直导线为中心的同心圆,对ab上半段,M导线的磁感线指向右下,用左手定则可以判断a端受到向里的力;N导线的磁感线在ab上半段处指向右上,也使a端受到向里的力,同理可以分析出b端受到向外的力.从而使得a端转向纸面里,b端转向纸面外,故A正确,B、C、D错误.]
4.如图所示,在沿南北方向安放的长直导线的正上方用细线悬挂一条形磁铁,当导线中通入图示的电流I后,下列说法正确的是( )
A.磁铁N极向里转,悬线所受的拉力小于磁铁所受的重力
B.磁铁N极向外转,悬线所受的拉力小于磁铁所受的重力
C.磁铁N极向里转,悬线所受的拉力大于磁铁所受的重力
D.磁铁N极向外转,悬线所受的拉力大于磁铁所受的重力
C [由条形磁铁的磁场分布及左手定则可知,导线左半部分受到安培力方向垂直纸面向外,右半部分所受安培力方向垂直纸面向里,由牛顿第三定律得磁铁左半部分受到安培力方向垂直纸面向里,右半部分所受安培力方向垂直纸面向外,因此条形磁铁N极向里转.当转过90°时导线所受安培力竖直向上,则磁铁所受安培力竖直向下,导致悬线所受的拉力大于磁铁所受的重力,故C正确.]
5.如图所示,一根导线位于磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,其中AB=BC=CD=DE=l,且∠C=120°、∠B=∠D=150°.现给这根导线通入由A至E的恒定电流I,则导线受到磁场作用的合力大小为( )
A.2BIl B.(2+)BIl
C.(2+)BIl D.4BIl
C [据题图和几何关系求得AE间的距离为L等=(2+)l.由安培力公式得F=BIL等=(2+)BIl,故A、B、D错误,C正确.]
6.某物理兴趣小组利用课外活动时间制作了一部温控式电扇(室温较高时,电扇就会启动),其分为温控开关、转速开关及电动机三部分,如图所示,其中温控开关为甲、乙两种金属材料制成的双金属片.电扇启动后,下列判断正确的是( )
A.要使电扇转速加大,滑片P应向B移动
B.面对电扇,电扇沿顺时针方向转动
C.面对电扇,电扇沿逆时针方向转动
D.电扇有时沿顺时针方向转动,有时沿逆时针方向转动
B [滑片P向B移动时,线圈中电流减小,电扇转速减小;由左手定则可判断线圈各边所受安培力的方向,可知电扇沿顺时针方向转动,故B正确.]
7.图甲是磁电式电流表的结构示意图,蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布,如图乙所示,边长为L的正方形线圈中通以电流I,线圈中的a导线电流方向垂直纸面向外,b导线电流方向垂直纸面向里,a、b两条导线所在处的磁感应强度大小均为B,则( )
A.该磁场是匀强磁场
B.该线圈的磁通量为BL2
C.a导线受到的安培力方向向下
D.b导线受到的安培力大小为BIL
D [匀强磁场应该是一系列平行疏密均匀的磁感线,且方向相同,故A错误;线圈和磁感线方向保持平行,线圈的磁通量为零,故B错误;a导线电流向外,磁场向右,根据左手定则判断知,安培力向上,故C错误;b导线始终与磁感线垂直,故受到的安培力大小一直为BIL,故D正确.]
8.(多选)一根长为0.2 m、电流为2 A的通电直导线,放在磁感应强度为0.5 T的匀强磁场中,受到安培力的大小可能是( )
A.0.4 N B.0.2 N
C.0.1 N D.0
BCD [当磁感应强度B与电流I方向垂直时,安培力有最大值为Fmax=BIl=0.5×2×0.2 N=0.2 N;当B与I方向平行时,安培力有最小值为0;随着B与I方向夹角的不同,安培力大小在0与0.2 N之间.]
9.某电视节目做了如下实验:用