人教版高中物理选修3-1第三章第4节课时跟踪训练(含答案解析)

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[课时跟踪训练]

(满分50分时间30分钟)

一、选择题

(本大题共8个小题，每小题4分，共计32分。每小题至少有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)

1.如图1所示，长为2l的直导线折成边长相等，夹角为60°的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B，当在该导线中通以电流强度为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力大小为( )

图1

A.0

B.0.5BIl

C.BIl

D.2BIl

解析：V形导线两部分的受力情况如图所示。其中F＝

BIl，V形导线受到的安培力应为这两个力的合力，大小为F合

＝2F cos60°＝BIl，故C项正确。

答案：C

2.通电矩形线框abcd与长直通电导线MN在同一平面内，如图2所示，ab边与MN平行。关于MN的磁场对线框的作用力，下列说法正确的是( )

图2

A.线框有两条边所受的安培力方向相同

B.线框有两条边所受的安培力大小相等

C.线框所受的安培力的合力方向向左

D.线框所受的安培力的合力方向向右

解析：由安培定则可知导线MN在线框外所产生的磁场方向垂直于纸面向外，再由左手定则判断出bc边和ad边所受安培力大小相等，方向相反。ab边受到向右的安培力F ab，cd边受到向左的安培力F cd。因ab所处的磁场强，cd 所处的磁场弱，故F ab＞F cd，线框所受合力方向向右。

答案：BD

3.如图3所示，一根有质量的金属棒MN，两端用细软导线连

接后悬于a、b两点，棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N，此时悬线上有拉力，为了使拉力等于零，可以( )

A.适当减小磁感应强度

图3

B.使磁场反向

C.适当增大电流

D.使电流反向

解析：首先对MN进行受力分析，受竖直向下的重力G，受两根软导线的竖直向上的拉力和安培力。处于平衡时：2F＋BIL＝mg，重力mg恒定不变，欲使拉力F减小到0，应增大安培力BIL，所以可增大磁场的磁感应强度B或增加通过金属棒中的电流I，或二者同时增大，C对。

答案：C

4.关于磁电式电流表内的磁铁和铁芯之间的均匀辐向分布的磁场，下列说法中正确的是

( )

A.该磁场的磁感应强度大小处处相等，方向相同

B.该磁场的磁感应强度的方向处处相同，大小不等

C.使线圈平面始终与磁感线平行

D.线圈所处位置的磁感应强度大小都相等

解析：本题主要考查磁电式电流表的原理，两磁极之间装有极靴，极靴中间又有一个铁质圆柱，极靴与铁质圆柱之间有一不大的缝隙，根据磁感线与磁极表面垂直的特点，磁化了的铁质圆柱与极靴间的缝隙处就形成了辐向分布的磁场，这样做的目的就是让通电线圈所在处能有一个等大的磁场，并且磁感线始终与线圈平面平行，故正确答案为C、D。

答案：CD

5.如图4所示，两条导线相互垂直，但相隔一段距离。其中AB固定，CD能自由活动，当直线电流按图示方向通入两条导线时，导线CD将(从纸外向纸内看)( )

图4

A.顺时针方向转动同时靠近导线AB

B.逆时针方向转动同时离开导线AB

C.顺时针方向转动同时离开导线AB

D.逆时针方向转动同时靠近导线AB

解析：据电流元分析法，把电流CD等效成CO、OD两段电流。由安培定则画出CO、OD所在位置由AB电流所产生的磁场，由左手定则可判断CO、OD受力如图甲所示，可见导线CD逆时针转动。

由特殊位置分析法，让CD逆时针转动90°，如图乙，并画出CD此时位置，AB电流的磁感线分布，据左手定则可判断CD受力垂直于纸面向里，可见CD靠近AB，故D选项正确。

答案：D

6.如图5所示，放在台秤上的条形磁铁两极未知，为了探明磁铁的极性，在它中央的正上方固定一导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则( )

图5

A.如果台秤的示数增大，说明磁铁左端是北极

B.如果台秤的示数增大，说明磁铁右端是北极

C.无论如何台秤的示数都不可能变化

D.以上说法都不正确

解析：如果台秤的示数增大，说明导线对磁铁的作用力竖直向下，由牛顿第三定律知，磁铁对导线的作用力竖直向上，根据左手定则可判断，导线所在处磁场方向水平向右，由磁铁周围磁场分布规律可知，磁铁的左端为北极，A 正确，B、C、D错误。

答案：A

7.如图6所示，一金属直杆MN两端接有导线，悬挂于线圈上方。MN与线圈轴线均处于竖直平面内，为使MN垂直纸面向外运动，可以

( )

A.将a、c端接在电源正极，b、d端接在电源负极

B.将b、d端接在电源正极，a、c端接在电源负极

C.将a、d端接在电源正极，b、c端接在电源负极

图6

D.将a、c端接在交流电源的一端，b、d端接在交流电源的另一端

解析：本题主要考查两个方面：电流的磁场和左手定则。要求直杆MN垂直纸面向外运动，把直杆所在处的磁场方向和直杆中的电流画出来得A、B正确。若使a、c两端(或b、d两端)的电势相对于另两端b、d(或a、c两端)的电势的高低做同步变化，线圈磁场与电流方向的关系跟上述两种情况一样，故D 也正确。

答案：ABD

二、非选择题

(本题共2小题，共18分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)

8.

(9分)如图9所示，光滑的平行导轨倾角为θ，处在竖直向下，磁感应强度为B的匀强磁场中，导轨中接入电动势为E、内阻为r的直流电源，电路中有一阻值为R的电阻，其余电阻不计，将质量为m，长度为L的导体棒由静止释放，求导体棒在释放时的瞬时加速度的大小。

图7

解析：对于导体棒受力分析，如图所示。

mg sinθ－BIL cosθ＝ma①

E＝I(R＋r)②

由①②得a＝g sinθ－BLEcosθm(R＋r)

。

答案：g sinθ－BLEcosθm(R＋r)