教科版選修3-1：第三章磁場(chǎng)學(xué)案3(參考版)
2024-12-12 22:42本頁面
【正文】 ＝ ， cos 37176。＝ ( 2＋ 1)ILB，方向沿紙面向上 ． 10． 如圖 6所示 ， 傾斜導(dǎo)軌寬為 L， 與水平面成 α角 ， 處在方向豎直向上 、 磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 ， 金屬桿 ab 水平放在導(dǎo)軌上 ． 當(dāng)回路電流強(qiáng)度為 I 時(shí) ， 金屬桿 ab 所受安培力F( ) 圖 6 A． 方向垂直 ab 桿沿斜面向上 B． 方向垂直 ab 桿水平向右 C． F＝ BILcos α D． F＝ BILsin α 答案 B 解析 由題圖知電流方向由 b→ a且與磁場(chǎng)方向垂直，根據(jù)左手定則可知安培力水平向右，由安培力計(jì)算公式可得 F＝ BIL，故選 B. 11． 如圖 7 所示 ， 用兩根輕細(xì)懸線將質(zhì)量為 m、 長(zhǎng)為 l 的金屬棒 ab懸掛在 c、 d兩處 ， 置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi) ． 當(dāng)棒中通以從 a 到 b的電流 I 后 ， 兩懸線偏離豎直方向 θ角而處于平衡狀態(tài) ． 為了使棒平衡在該位置上 ， 所需的磁場(chǎng)的最小磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小 、 方向?yàn)?( ) 圖 7 tan θ， 豎直向上 tan θ， 豎直向下 sin θ， 平行懸線向下 sin θ， 平行懸線向上 答案 D 解析 要求所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，應(yīng)使棒平衡時(shí)所受的安培力有最小值 ． 由于棒的重力恒定，懸線拉力的方向不變，由畫出的力的三角形可知，安培力的最小值為 Fmin＝ mgsin θ，即 IlBmin＝ mgsin θ，得 Bmin＝ mgIl sin θ，方向應(yīng)平行于懸線向上 ． 故選 D. 12． 水平 面上有電阻不計(jì)的 U 形導(dǎo)軌 NMPQ， 它們之間的寬度為 L， M 和 P 之間接入電動(dòng)勢(shì)為 E 的電源 (不計(jì)內(nèi)阻 )． 現(xiàn)垂直于導(dǎo)軌擱一根質(zhì)量為 m、 電阻為 R 的金屬棒 ab， 并加一個(gè)范圍較大的勻強(qiáng)磁場(chǎng) ， 磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B， 方向與水平面夾角為 θ且指向右上方 ， 如圖 8 所示 ， 問 ： 圖 8 (1)當(dāng) ab 棒靜止時(shí) ， 受到的支持力和摩擦力各為多少 ？ (2)若 B 的大小和方向均能改變 ， 則要使 ab棒所受支持力為零 ， B 的大小至少為多少 ？ 此時(shí)B 的方向如何 ？ 答案 (1)mg－ BLEcos θR BLEsin θR (2)mgREL 方向水平向右 解析 從 b向 a看側(cè)視圖如圖所示 ． (1)水平方向： f＝ F 安 sin θ ① 豎直方向： N＋ F 安 cos θ＝ mg ② 又 F 安 ＝ BIL＝ BERL ③ 聯(lián)立 ①②③ 得： N＝ mg－ BLEcos θR ， f＝ BLEsin θR . (2)要使 ab棒受支持力為零，且讓磁場(chǎng)最小，可知安培力豎直向上，則 有 F 安 ′ ＝ mg Bmin＝ mgREL ，根據(jù)左手定則判定磁場(chǎng)方向水平向右 ． 13． 如圖 9 所示 ， 兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離 L＝ m， 金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角θ＝ 37176。CF＝ 22 L2，因而 Φ＝ B0S＝ 22 B0L2， B正確；平面 ADFE在 B0的垂直方向上的投影面積為零，所以穿過的磁通量為零， C正確；若規(guī)定從外表面穿入三棱柱的磁通量為正，那么由三棱柱內(nèi)表面穿出時(shí)的磁通量就為負(fù)，而穿入三棱柱的磁感線總與穿出的磁感線相等，因此穿過整個(gè)三棱柱的磁通量為零， D正確 ． 故選 B、 C、 D. 7． 如圖 3所示 ， 一環(huán)形線圈沿條形 磁鐵的軸線 ， 從磁鐵 N 極的左側(cè) A 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到磁鐵 S極的右側(cè) B 點(diǎn) ， A、 B 兩點(diǎn)關(guān)于磁鐵的中心對(duì)稱 ， 則在此過程中 ， 穿過環(huán)形線圈的磁通量將 ( ) 圖 3 A． 先增大 ， 后減小 B． 先減小 ， 后增大 C． 先增大 ， 后減小 ， 再增大 ， 再減小 D． 先減小 ， 后增大 ， 再減小 ， 再增大 答案 A 解析 在磁鐵內(nèi)部磁感應(yīng)強(qiáng)度最大，磁感線條數(shù)最多，在 A 端和 B 端，磁鐵的部分磁感線 通過線圈，而在磁鐵中間，磁鐵的全部磁感線通過線圈，只在外部有少量的抵消，因此穿過線圈的磁通量先增大后減小 ． 4 所示 ， 磁場(chǎng)方向豎直向下 ， 通電直導(dǎo)線 ab 由水平位置 1 繞 a 點(diǎn)在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)到位置 2， 通電導(dǎo)線所受安培力是 ( ) 圖 4 A． 數(shù)值變大 ， 方向不變 B． 數(shù)值變小 ， 方向不變 C． 數(shù)值不變 ， 方向改變 D． 數(shù)值
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