第1节 磁场对通电导线的作用力-【创新教程】2024-2025学年高中物理选择性必修第二册五维课堂课时作业（人教版2019）

参考答案 课时作亚马 参考答案 第一章安培力与洛伦兹力 6.D[该磁场明显不是匀强磁场，匀强磁场应该是一系列 平行的磁感线，方向相同，故A错误：线图与磁感线平 第1节磁场对通电导线的作用力 行，故磁通量为零，故B错误；导线电流向外，磁场向 L.D[由F=BIL.sin0可知，当I∥B时，F=0,此时不受磁 右，根据左手定则判断知，安培力向上，故C错误：导线b 场力，但有磁场，故八错：如果1、L相同，放置角度不同， 始终与磁感线垂直，故受到的安培力大小一直为BL, 磁场力也可能不同，故B错：在匀强磁场中，沿磁感线方 故D正确，] 向磁感应强度不变，故C错：由安培力定义可知，D 7解析：金属棒通电后，闭合回路电流 正确.] 2,D[极据左手定则可知A中通电导线受到的安培力斜 1是-器-6A 向左下方，B中通电导线受到的安培力竖直向下，选项 金属棒受到的安培力大小为F=BIL=0,06N A、B错；C中通电导线处的磁场垂直纸而向外，通电导 由左手定则判新可知金属棒受到的安培力方向竖直 线受到的安培力水平向右，选项C错：根据安培定则可 向下 知D中螺线管右端为N极，通电导线处在水平向左的磁 由平衡条件知开关闭合前：2kx=mg 场中，根据左手定则可知通电导线受到的安培力方向竖 开关闭合后：2k(x十△x)=mg+F 直向上，选项D正确，门 代入数值解得m=0.01kg 答案：竖直向下0.01kg 3.A[R所在处的磁场是由P与Q中的电流产生的，由 8.解析：(1)金属棒静止在金属导轨上受到重力、支持力和 安培定则判断出R处碱场的方向，然后由左手定则到断 沿斜面向上的安培力， 出R中电流所受安培力的方向.由安培定则可以知道通 由受力平衡，F。=ngsin30 电直导线P,Q在R处产生的合磁场方向水平向右，即 代入数据得F=0.1N. 沿x轴正方向，则R处的磁场方向沿T轴正方向：由左 (2)由F*=B1L,解得：1=0.5A. 手定则可以知道，通电直导线R所受安培力垂直于R指 (3)设滑动变阻器接入电路的阻值为R, 向y轴负方向.选项B,C、D错误，A正确.] 根据闭合电路欧姆定律得：E=I(R十r), 4.D[根据电流元分析法，把导线CD等效成CO,OD两 解得R=230. 段导线.由安培定则画出C)、(OD所在位置由AB导线 答案：(1)0.1N(2)0.5A(3)232 中电流所产生的磁场方向，由左手定则可判断CO、OD 9.BD[若：接正极，b接负极，则根据安培定则可知线图 受力如图甲所示，可见导线CD递时针转动. 之间产生向上的磁场，接正极，接负极，L中将通有向 外的电流，根据左手定则可知L向左运动，A错；若a接 正极，山接负极，则根据安培定则可知线圈之间产生向上 的磁场，e接负极，f接正极，L中将通有向里的电流，根 据左手定则可知L向右运动，B正确：若a接负极，b接 正极，则根据安培定则可知线图之间产生向下的磁场， 甲 乙 接正极，∫接负极，L中将通有向外的电流，根据左手定 由特殊位置分析法，让CD逆时针转动90°，如图乙所示， 则可知L向右运动，C错：若α接负极，b接正极，则根据 并画出CD此时位置由AB导线中电流所产生的磁场的 安培定则可知线圈之间产生向下的磁场，接负极，f接 磁感线分布，据左手定则可判断CD受力垂直于纸面向 正极，L中将通有向里的电流，根据左手定則可知L向 里，可见导线CD靠近导线AB,故D选项正确.] 左运动，D正确.] 5.C[因为通电后，弹簧中每一图之间的电流是同向的， 10.AB[若Fe<mgsina,因安培力向上，则摩擦力向上， 互相吸引，弹簧就缩短，电路就断开了，一断开没电流 当F增大时，F,减小到零，再向下增大，B对，C、D 了，弹簧就又掉下来接通电路…如此通断通断，就上 错：若F>mgsina,摩擦力向下，大小随F增大而一 下跳动，故选C,] 直增大，A对.] ·49· 世伤厘 选择性必修第二册 11,BD[根搭左手定则可知，整个圆环关于圆心对称的两 半径为r="=1/2m ,r越大，亮点越靠近O点，r越 部分受到的安培力等大反向，受到的合力为0，选项A eB Be 错，B对：圆孤PQ受到的安培力大小等于直线段PQ 小，亮，点越远离O点，仪增大加速电压、仅减小磁感应强 度或增大加速电压同时减小磁感应强度，亮点均靠近O 受到的安培力大小，为2BIR,选项C错，D对，] 点，增大加速电压同时增大磁感应强度，？可能增大，可 12.解析：从b向a看截面如图所示. 能不变，可能减小，则亮点可能远离)点，故选项C (1)水平方向： ① 正确.] F=F&sin0 4.C[磁场方向是沿着磁感 竖直方向： 地轴 线的切线方向，速度方向也 FN十F专cos0=mg ② 状 粒子流 是己知的，如图所示：根据 又F:=BL=B发L@ 左手定则，洛伦兹力方向垂 联主①②③得： 直纸面向外，故A、BD错 地球自转方向 F-mg-BLEcos 0,F-BLEsin 0 误，C正确.] R R 5.A[由于带电的油滴进入磁场中恰做匀速直线运动，且 (2)要使ab棒所受支持力为零，且让磁感应强度最小， 受到的重力向下，洛伦兹力方向必定向上，由左手定则 可知安培力竖直向上， 可知油滴一定带正电荷，且满足加g一qB=0.所以q= 则有F'e=mg,B=】 EL 根据左手定则判定磁场方向水平向右 管故A正确] 答案：(1)mg-BL.Ecos0 BLEsin0 6.D[物块向下做加速运动，对物块进行受力分析可知， R R 当物块受到的重力与摩擦力相等时，物块达到最大速度 e登 方向水平向右 后匀速运动，故A、C错误：物块做加速度减小的加速运 动，物块的速度先增大后保持不变，故B错误：根据平衡 13.解析：依据物块的平衡条件可得， ab捧恰不右滑时： 条件得：四B=mg,解得：=，故D正确：故选D.] tgB G-pmg-BI L=0 7.解析：(1)在时间t内流过导线横截面的带电粒子数N ab捧拾不左滑时：G十mg一BlL=0 nuSt. 依据闭合电路欧姆定律可得： 通过导线横戴面的总电荷量Q=Ng: E=I(R+r),E=I:(R2+r) 由以上各式代入数据可解得： 导线中电流1-只 R=9.92,R2=1.9 联立以上三式可得I=Sg. 所以R的取值范围为：1.9Q≤R≤9.9. (2)导线受安培力的大小F幸=BL., 答案：1.9n≤R≤9.9n 长L的导线内的总的带电粒子数N=nSL, 第2节磁场对运动电荷的作用力 又1=Sg 1,B[由题图可知，直导线电流的方向由左向右，根据安 电荷定向运动时所受洛伦兹力的夫量和，表现为导线所 培定则，可判定直导线下方的磁场方向为垂直于纸面向 受的安培力，即Nf每=F, 里，而电子运动方向由左向右，由左手定则知（电子带负 联立以上四式可以推导出洛伦兹力的表达式 电荷，四指要指向电子运动方向的反方向)，电子将向下 fa=quB. 偏转，故B选项正确.] 答案：见解析 2.C[带电粒子的速度方向与磁感线方向垂直时，洛伦兹 8.解析：(1)小环重力在垂直杆方向上的分力：G1=Gcos37° 力F=qB,与电荷量成正比，与质量无关，C项正确.] =0.8mg,根据题意知，小环对杆的压力小于0.8mg,所 3.C[电子在电场中加速的过程，根据动能定理得U= 以，小环受到洛伦兹力的方向应斜向上，根据左手定则 2m,得u√ 2圆，电子进入偏转破场后微句速圆同 知小环带负电 (2)设小环滑到P点的速度为，在P点小环的受力如 运动，由洛伦滋力提供向心力得B=mg,电子的轨迹 图甲所示， ·50·第一章 安培力与洛伦兹力 课时作业 物 课 时 第一章 安培力与洛伦兹力 理 作业 第1节 磁场对通电导线的作用力 纠错空间 [基础达标] A垂直R,指向y轴负方向 1.关于安培力、磁感应强度的下列说法，正 B.垂直R,指向y轴正方向 +44+444+44444+ 确的是 ( C.垂直R,指向x轴正方向 A.通电导线不受磁场力作用的地方一 D.垂直R,指向x轴负方向 定没有磁场 4.如图所示，两条导线相互 B.将I、L相同的通电导体放在同一匀 垂直，但相隔一段距离. 强磁场的不同位置，受安培力一定 其中AB固定，CD能自 44444444+4444+444 相同 由活动，当电流按图示方 C.磁感线指向磁感应强度减小的方向 向通人两条导线时，导线CD将（从纸 D.安培力指的是通电导线在磁场中 外向纸里看) ) 的力 A.顺时针方向转动同时靠近导线AB 2.如图所示，A中导线放在匀强磁场中、 B.逆时针方向转动同时离开导线AB 与竖直方向和水平方向都有一定夹角， C.顺时针方向转动同时离开导线AB B中通电导线垂直纸面放在条形磁铁 方法总结 D.逆时针方向转动同时靠近导线AB 正中间的上方，条形磁铁水平放置，C 5.把一根柔软的螺旋形弹簧 中导线和矩形线框的两个边平行，D中 竖直悬挂起来，使它的下端 通电导线垂直纸面、在通电螺线管的正 上方，各图中通电导线受到的安培力方 刚好跟杯里的水银面相接 向竖直向上的是 触，并使它组成如图所示的 电路.当开关S接通后，将 @ 81 S國 看到的现象是 B A.弹簧向上收缩 3.如图所示，三根通电 B.弹簧被拉长 长直导线P、Q、R互 R⊙ C.弹簧上下跳动 相平行且通过正三角 D.弹簧仍静止不动 形的三个顶点，三条 6.如图甲是磁电式电流表的结构示意图， 导线中通入的电流大小相等，方向垂直 蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分 纸面向里；通过直导线产生磁场的磁感 布，如图乙所示，边长为L的正方形线 应强度B-!,1为通电导线的电流大 圈中通以电流I,线圈中的a导线电流 小，r为距通电导线的垂直距离，k为常 方向垂直纸面向外，b导线电流方向垂 量：则通电导线R受到的安培力的方 直纸面向里，a、b两条导线所在处的磁 向是 感应强度大小均为B,则 世物理 选择性必修第二册 8.如图所示，在倾角 为0=30°的斜面 间 上，固定一宽L= 纠错空间 0.25m的平行金 螺旋弹簧 属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变 阻器R.电源电动势E=12V,内阻r= 12,一质量m=20g的金属棒ab与两 导轨垂直并接触良好.整个装置处于磁 A.该磁场是匀强磁场 感应强度B=0.80T、垂直于斜面向上 B.该线圈的磁通量为BL 的匀强磁场中（导轨与金属棒的电阻不 C.a导线受到的安培力方向向下 计).金属导轨是光滑的，g取10m/s,要 D.b导线受到的安培力大小为BIL 保持金属棒在导轨上静止，求： 444444+444444 7.如图所示，一长为10 (1)金属棒所受到的安培力的大小： cm的金属棒ab用两 (2)通过金属棒的电流的大小： 个完全相同的弹簧水 (3)滑动变阻器R接入电路中的阻值。 平地悬挂在匀强磁场 中，磁场的磁感应强度大小为0.1T,方 向垂直于纸面向里：弹簧上端固定，下 方法总结 端与金属棒绝缘.金属棒通过开关与一 电动势为12V的电池相连，电路总电 [能力提升] 阻为22.已知开关断开时两弹簧的伸 9.(多选)图中装置 长量均为0.5cm:闭合开关，系统重新平 可演示磁场对通 衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比 电导线的作用，电 均改变了0.3cm,重力加速度大小g取 磁铁上、下两磁极 之间某一水平面 10m/s2.判断开关闭合后金属棒所受 内固定两条平行金属导轨，L是置于导 安培力的方向，并求出金属棒的质量. 轨上并与导轨垂直的金属杆.当电磁铁 线圈两端a、b,导轨两端e、f,分别接到 两个不同的直流电源上时，L便在导轨 上滑动.下列说法正确的是 () A.若a接正极，b接负极，e接正极，f 接负极，则L向右滑动 B.若a接正极，b接负极，e接负极，f接 正极，则L向右滑动 C.若a接负极，b接正极，e接正极，f接 负极，则L向左滑动 44 D.若a接负极，b接正极，e接负极，f 接正极，则L向左滑动 2 第一章安培力与洛伦兹力 课时作业 10.(多选)如图所示，一 (2)若B的大小和方向均能改变，则要 根通电的直导体放 使ab棒所受支持力为零，B的大小至 在倾斜的粗糙斜面 少为多少？此时B的方向如何？ 纠错空间 上，置于图示方向的 匀强磁场中，处于静止状态.现增大电 流，导体棒仍静止，则在增大电流过程 中，导体棒受到的摩擦力的大小变化 情况可能是 ( A.一直增大 B.先减小后增大 C.先增大后减小D.始终为零 11.(多选)如图所示，纸××xQ×× 13.如图所示，水平放置 444444444+4444+4444 面内的金属圆环中 的两导轨P、Q间的 通有电流1，圆环圆 距离L=0.5m,垂 G 心为O、半径为R, 直于导轨平面的竖 x B xX x P、Q为圆环上两点， 直向上的匀强磁场的磁感应强度B= 且OP垂直于OQ,磁感应强度大小为 2T,垂直于导轨放置的ab棒的质量 B的匀强磁场垂直于纸面向里，则 m=1kg,系在ab棒中点的水平绳跨 方法总结 ( 过定滑轮与重力G=3N的物块相连. A.整个圆环受到的安培力大小 已知ab棒与导轨间的动摩擦因数： 为2πBIR 0.2,电源的电动势E=10V、内阻r= B.整个圆环受到的安培力大小为0 0.12,导轨的电阻及ab棒的电阻均 C.圆弧PQ受到的安培力大小为BIR 不计.要想ab棒处于静止状态，R应在 D.圆弧PQ受到的安培力大小为 哪个范围内取值？(g取10m/s2) 2BIR 12.水平面上有电阻不 计的U形导轨 NMPQ,它们之间的 宽度为L,M和P之间接入电动势为 E的电源（不计内阻）.现垂直于导轨 搁一根质量为m、电阻为R的金属棒 ab,并加一个范围较大的匀强磁场，磁 感应强度大小为B,方向与水平面夹 角为0且指向右上方，如图所示，问： (1)当ab棒静止时，受到的支持力和 摩擦力各为多少？ 3