【三维设计】高中物理 教师用书 第1部分 第6章 第1节 随堂基础巩固 鲁科版选修31
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1.一根容易形变的弹性导线,两端固定。
导线中通有电流,方向如图6-1-10中箭头所示。
当没有磁场时,导线呈直线状态;当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时,描述导线状态的四个图示中正确的是( )
图6-1-10
解析:用左手定则可判断出A中导线所受安培力为零,B中导线所受安培力垂直于纸面向里,C、D中所受安培力向右,导线受力以后的弯曲方向应与受力方向一致,故D正确。
答案:D
2.磁场中某处磁感应强度的大小,由B=F
IL
可知( ) A.B随IL的乘积的增大而减小
B.B随F的增大而增大
C.B与F成正比,与IL成反比
D.B与F及IL无关,由F
IL
的比值确定
解析:磁场中某处的磁感应强度的大小仅由磁场本身决定。
B=F
IL
为比值定义,B与F、I、L无关。
答案:D
3.一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置,且两个线圈的圆心重合,当两线圈通以如图6-1-11所示的电流时,从左
向右看,则线圈L1将( )
A.不动B.顺时针转动图6-1-11
C.逆时针转动D.向纸面内平动
解析:法一:利用结论法
环形电流I1、I2之间不平行,则必有相对转动,直到两环形电流同向平行为止,据此可得线圈L1的转动方向应是:从左向右看顺时针转动。
法二:等效分析法
把线圈L1等效为小磁针,该小磁针刚好处于环形电流I2的中心。
通电后,小磁针的N极应指向该点环形电流I2的磁场方向。
由安培定则知线圈L2产生的磁场方向在其内部为竖直向上,线圈L1等效成小磁针后转动前,N极指向纸内,因此应由向纸内转为向上。
所以从左向右看,线圈L1顺时针转动。
法三:直线电流元法
把线圈L 1沿转动轴分成上下两部分,第一部分又可以看成无数直线电流元,电流元处在线圈L 2产生的磁场中,据安培定则可知各电流元所在处磁场方向向上,由左手定则可知,上部电流元所受安培力均指向纸外,下部电流元所受安培力均指向纸内,因此从左向右看线圈
L 1顺时针转动。
答案:B
4.一根长为0.2 m 的金属棒放在倾角为θ=37°的光滑斜面上,并通以I =5 A 的电流,方向如图6-1-12所示,整个装置放在磁感应强度为B =0.6 T 、竖直向上的匀强磁场中,金属棒恰能静止在斜面上,则
该棒的重力为多少?
图6-1-12
解析:以导体棒为研究对象,受力分析,将立体图用平面图的形式画出,如图所示。
竖直方向上:N cos θ=mg 水平方向上:N sin θ=F 根据安培力公式有:F =BIL 三式联立得:
mg =
BIL tan θ=0.6×5×0.2
tan 37°
N =0.8 N 。
答案:0.8 N。