课时作业(2) 培优课一 安培力作用下导体的运动和平衡问题-【状元桥·优质课堂】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册（人教版2019）

课时作业（二） 培优课一安培力作用下导体的运动和平衡问题 答案精解Pm (建议用时：40分钟) [基础题组练] 题组二安培力作用下导体的平衡问题 题组一安培力作用下导体的运动 4.(多选)如图所示，质量为m、长度为1的金属棒放置 L.一个可以自由运动的线圈L,和一个固定的线圈L2 在横截面为子圆弧的光滑轨道上，轨道处在竖直平 互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，如图 面内，整个装置处于竖直方向的匀强磁场中，当金 所示，当两线圈中通以图示方向的电流时，从左向 属棒通有垂直纸面向外的电流I时，金属棒静止于 右看，线圈L1将 ( 曲面某点，该点与圆心连线和水平线的夹角为0，重 力加速度为g.则下列说法正确的是 () A.不动 B.顺时针转动 C.逆时针转动 D.向纸面内平动 A.匀强磁场的方向竖直向上 2.如图所示，固定直导线c垂直于纸 B.匀强磁场的方向竖直向下 面，可动导线αb通以图示方向的电 流，用弹簧测力计悬挂在导线c的 C磁感应强度大小为品) 上方，若导线中通以垂直于纸面 D.磁感应强度大小为ngtan 0 向外的电流，以下判断正确的是 5.在两个倾角均为α的光滑斜而上，放有两个相同的 金属棒，分别通有电流11和1，磁场的磁感应强度 A.可动导线a端转向纸外，同时弹簧测力计读数 大小相同，方向分别为竖直向上和垂直于斜面向 减小 上，如图甲、乙所示，两金属棒均处于平衡状态.则 B.可动导线a端转向纸外，同时弹簧测力计读数 两种情况下的电流之比1￥I:为 增大 C,可动导线b端转向纸外，同时弹簧测力计读数 减小 D.可动导线b端转向纸外，同时弹簧测力计读数 增大 A.sin a:1 B.1:sin a 3.(多选)如图所示，条形磁体放在水平桌面上，一根 C.cos a:1 D.1￥cosa 通电直导线由S极的上端平移到N极的上端的过 6.如图所示，三根长为L的平行长直导线的横截面在 程中，导线保持与磁体垂直，导线的通电方向如图 空间构成等边三角形，电流的方向垂直纸面向里， 所示.这个过程中磁体保持静止，则 电流大小均为1，其中A,B电流在C处产生的磁感 应强度的大小均为B。,导线C在水平面上处于静 止状态，则导线C受到的静摩擦力是 () A.磁体受到的摩擦力方向由向左变为向右 B可 B.磁体受到的摩擦力方向由向右变为向左 A.√3BIL,水平向左 B.√3BIL.,水平向右 C.磁体对桌面的压力大小总是大于其重力 D.磁体对桌面的压力大小总是等于其重力 C号AL,水平向左 D.号B,L,水平向右 ·131· 题组三安培力作用下导体的加速 10.水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ,它们之 7.某科研单位制成了能把2.2g的弹体（包括金属杆 间的宽度为L,M和P之间接入电动势为E的电 EF的质量)加速到10km/s的电磁炮（常规炮弹的 源（不计内阻）.现垂直于导轨放置一根质量为m、 速度约为2km/s).如图所示，若轨道宽为2m,长 电阻为R的金属棒ab,并加一个范围较大的匀强 为100m,通过的电流为10A,试求轨道间所加匀 磁场，磁感应强度大小为B,方向与水平面间的夹 强磁场的磁感应强度大小.（轨道摩擦不计） 角为0且指向右上方，如图所示，重力加速度为 g,间： (1)当ab棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为 多少？ (2)若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所 受支持力为零，B的大小至少为多大？此时B的 方向如何？ [能力提升练 8.如图所示，一劲度系数为k的轻质弹 簧，下面挂有匝数为n的矩形线框 abd,边长为l,线框的下半部分处在 匀强磁场中，磁感应强度大小为B,方× × + × 向与线框平面垂直（在图中垂直于纸面×”×/×× 向里)，线框中通以电流1，方向如图所×××B× 示，开始时线框处于平衡状态，且弹簧处于伸长状 11.如图所示，两光滑平行金属导轨间的距离L一0.4m, 态.令磁场反向，磁感应强度的大小仍为B,线框达 金属导轨所在的平面与水平面间的夹角0=37° 到新的平衡，则在此过程中线框位移的大小△x及 在导轨所在平面内，分布着方向垂直于导轨所在 方向是 平面的匀强磁场.现把一个质量m=0.04kg的导 A.△x=2B1,方向向上B△x=BL,方向向下 k k 体棒b垂直放在金属导轨上，当接通电源后，导轨 C.Ar=2B ,方向向上D.△x=2B 中通过的电流恒为1=1.5A时，导体棒恰好静止， ,方向向下 g取10m/s2.已知sin37=0.6,cos37°=0.8，则： 9.如图所示，在竖直向下的匀强磁 (1)磁场的磁感应强度为多大？ 场中有两根竖直放置的平行粗 (2)若突然只将磁场方向变为竖直向上，其他条件 糙导轨CD,EF,导轨上放一金属 不变，则磁场方向改变后的瞬间，导体棒的加速度 棒MN