课后作业(二十三)
(时间45分钟，满分100分)
一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分．在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得7分，选对但不全的得4分，有选错的得0分．)
1.
图8－1－15
通电螺线管内有一在磁场力作用下处于静止的小磁针，磁针指向如图8－1－15所示，则( )
A．螺线管的P端为N极，a接电源的正极
B．螺线管的P端为N极，a接电源的负极
C．螺线管的P端为S极，a接电源的正极
D．螺线管的P端为S极，a接电源的负极
2.
图8－1－16
(2012·银川一中模拟)如图8－1－16所示为两根互相平行的通电直导线a、b的横截面图，a、b中的电流方向已在图中标出，那么导线a中的电流产生的磁场的磁感线环绕方向及导线b所受的磁场力的方向分别是( )
A．磁感线顺时针方向，磁场力向左
B．磁感线顺时针方向，磁场力向右
C．磁感线逆时针方向，磁场力向左
D．磁感线逆时针方向，磁场力向右
3.
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图8－1－17
(2012·苏州模拟)如图8－1－17所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A，A与螺线管垂直，A导线中的电流方向垂直纸面向里，开关S闭合，A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是( )
A．水平向左 B．水平向右
C．竖直向下 D．竖直向上
4.
图8－1－18
(2012·延安模拟)如图8－1－18所示为某种用来束缚原子的磁场的磁感线分布情况，以O点为坐标原点，沿z轴正方向磁感应强度B大小的变化最有可能为( )
5.
图8－1－19
(2010·上海高考)如图8－1－19所示，水平桌面上放置一条形磁铁，磁铁中央正上方用绝缘弹簧悬挂一水平直导线，并与磁铁垂直．当直导线中通入图中所示方向的电流时，可以判断出( )
A．弹簧的拉力增大，条形磁铁对桌面的压力减小
B．弹簧的拉力减小，条形磁铁对桌面的压力减小
C．弹簧的拉力增大，条形磁铁对桌面的压力增大
D．弹簧的拉力减小，条形磁铁对桌面的压力增大
6.
图8－1－20[z+zs+tep.com]
如图8－1－20所示，一弓形线圈通过逆时针方向的电流，在其圆弧的圆心处，垂直于纸面放置一直导线，当直导线通有指向纸内的电流时，线圈将( )
A．a端向纸内、b端向纸外转动，且靠近导线
B．a端向纸内、b端向纸外转动，且远离导线
C．a端向纸外、b端向纸内转动，且靠近导线
D．a端向纸外、b端向纸内转动，且远离导线
7.
图8－1－21
(2012·重庆模拟)如图8－1－21所示，一段导线abcd弯成半径为R、圆心角为90°的部分扇形形状，置于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直．线段ab和cd的长度均为.流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示．则导线abcd所受到的安培力为( )
A．方向沿纸面向上，大小为
B．方向沿纸面向上，大小为
C．方向沿纸面向下，大小为
D．方向沿纸面向下，大小为
8.
图8－1－22
(2013届福州一中模拟)如图8－1－22所示，在倾角为α的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L，质量为m的直导体棒．当导体棒中的电流I垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，可加一平行于纸面的匀强磁场，当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向由垂直斜面向上沿逆时针转至水平向左的过程中，下列关于B的大小变化的说法中，正确的是( )
A．逐渐增大 B．逐渐减小
C．先减小后增大 D．先增大后减小
9．质量为m的通电细杆置于倾角为θ的导轨上，导轨的宽度为d，杆与导轨间的动摩擦因数为μ，有垂直于纸面向里的电流通过杆，杆恰好静止于导轨上．在下图所示的A、B、C、D四个图中，杆与导轨间的摩擦力一定不为零的是( )[中*教*网z*z*s*tep]
10.
图8－1－23
(2013届山师大附中检测)如图8－1－23所示，两根间距为d的平行光滑金属导轨间接有电源，电动势为E，导轨平面与水平面间的夹角θ＝30°.金属杆ab垂直于导轨放置，导轨与金属杆接触良好，整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，当磁场方向垂直导轨平面向上时，金属杆ab刚好处于静止状态．要使金属杆能沿导轨向上运动，可以采取的措施是( )
A．增大磁感应强度B
B．调节滑动变阻器使电流增大
C．增大导轨平面与水平面间的夹角θ
D．将电源正负极对调使金属杆中的电流方向改变
二、非选择题(本题共2小题，共30分．计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位．)
11．(15分)质量为m、长度为L的导轨棒MN静止于水平导轨上，通过MN的电流为I，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与导轨平面成θ角斜向下，如图8－1－24所示，求棒MN受到的支持力和摩擦力．
图8－1－24
12．(15分)(2013届西安一中检测)如图8－1－25所示，质量为m＝50 g，长l＝10 cm的铜棒，用长度也为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＝37 °，求此棒中恒定电流的大小．
图8－1－25
答案及解析
1.【解析】 根据小磁针的N极的指向知，螺线管内部磁感线的方向由Q →P，故P端为N极，根据安培定则，a端接电源负极，B正确．
【答案】 B
2.【解析】 根据安培定则知，磁感线沿顺时针方向，再根据左手定则知，通电导线b受到安培力的方向向右，故B正确．
【答案】 B
3.【解析】 先用安培定则判断螺线管的磁场方向，在A点导线处的磁场方向是水平向左的；再用左手定则可判断出导线A受到的安培力是竖直向上，故选D.
【答案】 D
4.【解析】 由磁感线的疏密程度表示B的大小，因沿z轴方向B先减小后增大，故最有可能的为C图．
【答案】 C
5.【解析】 如图所示，画出直导线附近的条形磁铁的磁感线，由左手定则知，直导线受到向下的安培力，由力的作用是相互的，条形磁铁受到向上的作用力．故A正确．
【答案】 A
6.【解析】 先由等效法，把弓形线圈中的电流等效成一个小磁针，其N极垂直纸面向外，而直线电流的磁场方向在小磁针所在处方向为竖直向上，因此小磁针N极将转向磁场方向，即a端向内转动，b端向外转动；当线圈转过90°后，a、b中电流与直导线电流同向平行，而弧形部分电流与直导线电流反向平行，但前者离直导线较近，受到的引力较大，后者离直导线较远，受到的斥力较小，总的作用力为引力，故线圈向直导线靠近．根据以上分析，本题正确选项应为A.
【答案】 A
7.【解析】 导线abcd的等效长度为，电流方向等效为水平向右，由左手定则可知安培力方向沿纸面向上，大小为，A正确．
【答案】 A
8.【解析】 对通电导线受力分析，通电导线受重力、支持力和安培力作用，三力平衡，当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向由垂直斜面向上沿逆时针转至水平向左的过程中，所受的安培力由沿斜面斜向上转到竖直向上，作出通电导线受力的动态变化图如图所示，由图可知，安培力逐渐增大，则B逐渐增大，A项正确．
【答案】 A
9．【解析】 A中通电细杆所受安培力水平向右， B中安培力竖直向上，这两种情况，即使没有摩擦力，通电细杆也可以静止在导轨上；C中安培力竖直向下，D中安培力水平向左，这两种情况，如果没有摩擦力，通电细杆均不能静止，故C、D中杆所受摩擦力一定不为零．[中国教育出版网zzstep.com]
【答案】 CD
10.【解析】
对金属杆受力分析，沿导轨方向：－mgsin θ＝0，若想让金属杆向上运动，则增大，A、B正确；若增大θ，则mgsin θ增大，C错误；若电流反向，则金属杆受到的安培力反向，D错误．
【答案】 AB
11．【解析】 注意棒与磁场方向是垂直的关系，安培力方向既垂直于棒又垂直于磁场，棒MN受力分析如图所示，由平衡条件知
水平方向：Ff＝Fsin θ
竖直方向：FN＝Fcos θ＋mg
且F＝BIL，从而得：Ff＝BILsin θ，
FN＝BILcos θ＋mg.
【答案】 BILcos θ＋mg BILsin θ
12．【解析】 金属棒向外偏转过程中，导线拉力不做功，如图所示，安培力F做功为
WF＝Fs1＝BIl2sin 37°
重力做功为
WG＝－mgs2＝－mgl(1－cos 37°)
由动能定理得
BIl2sin 37°－mgl(1－cos 37°)＝0
解得I＝＝5 A.[中_教_网z_z_s_tep]
【答案】 5 A
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