教科版選修3-1：第三章磁場(chǎng)學(xué)案3-閱讀頁(yè)
2024-12-28 22:42本頁(yè)面
【正文】 象中各 描出一個(gè)點(diǎn) ． 其中正確的是 ( ) 答案 C 解析 兩條相同的導(dǎo)線通入不同的電流先后放在磁場(chǎng)中的同一點(diǎn)，并且電流方向都與磁場(chǎng)方向垂直，由于磁場(chǎng)方向是不變的，故導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 是確定的 ． 根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式 B＝ FIL，當(dāng) L確定時(shí)， F∝ I，則 F－ I圖象應(yīng)是一條過(guò)原點(diǎn)的直線，故 C對(duì) ． 題組二 對(duì)磁通量的認(rèn)識(shí)及計(jì)算 2 所示是等腰直角三棱柱 ， 其平面 ABCD 為正 方形 ， 邊長(zhǎng)為 L， 它們按圖示方式放置于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 ， 磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B0， 則下列說(shuō)法中正確的是 ( ) 圖 2 A． 穿過(guò) ABCD 平面的磁通量大小為 B0L2 B． 穿過(guò) BCFE 平面的磁通量大小為 22 B0L2 C． 穿過(guò) ADFE 平面的磁通量大小為零 D． 穿過(guò)整個(gè)三棱柱的磁通量為零 答案 BCD 解析 根據(jù) Φ＝ BS⊥ ，因此通過(guò) ABCD平面的磁通量 Φ＝ B0L2cos 45176。＝ 22 L，所以平面 BCFE的面積 S＝ BC.流經(jīng)導(dǎo)線的電流為 I， 方向如圖中箭頭所示 ． 導(dǎo)線段 abcd 所受到的磁場(chǎng)的作用力的合力 ( ) 圖 5 A． 方向沿紙面向上 ， 大小為 ( 2＋ 1)ILB B． 方向沿紙面向上 ， 大小為 ( 2－ 1)ILB C． 方向沿紙面向下 ， 大小為 ( 2＋ 1)ILB D． 方向沿紙面向下 ， 大小為 ( 2－ 1)ILB 答案 A 解析 將 導(dǎo)線分為三段直導(dǎo)線，根據(jù)左手定則分別判斷出各段所受安培力的方向，根據(jù) F＝ ILB計(jì)算出安培力的大小，再求合力 ． 導(dǎo)線所受合力 F 合 ＝ ILB＋ 2ILBsin 45176。 在導(dǎo)軌所在平面內(nèi) ， 分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度 B＝ T、 方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng) ． 金屬導(dǎo)軌的一端接有電動(dòng)勢(shì) E＝ V、 內(nèi)阻 r＝ Ω的直流電源 ． 現(xiàn)把一個(gè)質(zhì)量m＝ kg的導(dǎo)體棒 ab放在金屬導(dǎo)軌上 ， 導(dǎo)體棒恰好靜止 ． 導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好 ， 導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的電阻 R0＝ Ω， 金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì) ， g 取 10 m/s2.已知 sin 37176。＝ ， 求 ： 圖 9 (1)導(dǎo)體棒受到的摩擦力大小和方向 ． (2)若磁場(chǎng)方向改為豎直向上 ， 其他條件不變 ， 導(dǎo)體棒仍靜止 ， 求此時(shí)導(dǎo)體棒所受的摩擦力大小 ． 答案 (1) N， 沿斜面向上 ． (2)0 N 解析 (1)由閉合電路歐姆定律得 I＝ ER0＋ r＝ A ab棒所受安培力 F＝ BIL＝ N，沿斜面向上 Gsin θ＝ N， f1＝ F－ Gsin θ＝ N，沿斜面向下 ． (2)若磁場(chǎng)方向改為豎直向上，安培力 F＝ N，水平向右 f2＝ Gsin θ－ Fcos θ＝ 0 N. 14． 如圖 10所示 ， PQ 和 MN為水平放置的平行金屬導(dǎo)軌 ， 間距為 L＝ m， 導(dǎo)體棒 ab 跨放在導(dǎo)軌上 ， 棒的質(zhì)量為 m＝ 20 g， 棒的中點(diǎn)用細(xì)繩經(jīng)輕滑輪與物體 c相連 ， 物體 c 的質(zhì)量M＝ 30 g． 在垂直導(dǎo)軌平面方向存在磁感應(yīng)強(qiáng)度 B＝ T 的勻強(qiáng)磁場(chǎng) ， 磁場(chǎng)方向豎直向上 ，重力加速度 g 取 10 m/s2. 圖 10 (1)若導(dǎo)軌是光滑的 ， 為了使物體 c 能保持靜止 ， 應(yīng)該在棒中通入多大的電流 ？ 電流的方向如何 ？ (2)若導(dǎo)軌是粗糙的 ， 且導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的最大靜摩擦力為導(dǎo)體棒 ab 重力的 倍 ， 若要保持物體 c 靜止不動(dòng) ， 求在棒中通入電流大小的范圍和電流的方向 ． 答案 (1) A 電流方向由 a 到 b (2)見解析 解析 (1)ab 棒在水平方向受到細(xì)繩的拉力和磁場(chǎng)的安培力而平衡，根據(jù)力的平衡， BIL＝Mg，得： I＝ MgBL＝ A 根據(jù)左手定則判斷，棒中的電流方向應(yīng)該由 a到 b. (2)若導(dǎo)軌粗糙，設(shè)棒和導(dǎo)軌 之間的最大靜摩擦力為 b到 a時(shí)，物體 c不可能靜止不動(dòng)，所以棒中的電流方向應(yīng)該由 a到 b. 若 BILMg，則靜摩擦力的方向與細(xì)繩的拉力方向相同，設(shè)此時(shí)電流為 I1，即有 BI1L－ Mg≤ f＝ ，解得 I1≤ mg＋ MgBL ＝ A 若 BILMg，則靜摩擦力的方向與細(xì)繩的拉力方向相反，設(shè)此時(shí)電流為 I2，即有 Mg－ BI2L≤ f＝ mg 解得 I2≥ Mg－ mgBL ＝ A 即 ab棒中的電流為 A≤ I≤ A
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