《2025年通成学典课时作业本高中物理选择性必修第二册人教版》

7.(2025·河北保定段考)研究磁铁对通电导线作用力的装置如图所示。当轻质细导线中通入电流$I$时，细导线下端的金属棒受到水平方向的磁场力，平衡时细导线偏离竖直方向的角度为$\theta$。已知金属棒的质量为$m$，两平行细导线间的距离为$L$，磁铁上端为$N$极，把磁极之间的磁场看作匀强磁场，重力加速度为$g$，下列说法正确的是 (D)

A.金属棒中通入电流的方向是由$A$向$B$
B.金属棒受到的磁场力大小为$mg \sin \theta$
C.接通电源瞬间金属棒的加速度大小为$\frac{g}{\tan \theta}$
D.金属棒所在位置的磁场的磁感应强度大小为$\frac{mg \tan \theta}{IL}$

答案：
7.D 解析:根据左手定则可知，金属棒中通入电流的方向是由B向A，选项A错误;对金属棒受力分析，如图所示，根据力的平衡条件，可得磁场力大小为$F = mg\tan\theta$，选项B错误;由牛顿第二定律，可得$mg\tan\theta = ma$，则接通电源瞬间金属棒的加速度大小为$a = g\tan\theta$，选项C错误;根据$F = BIL$，联立解得$B = \frac{mg\tan\theta}{IL}$，选项D正确。

8.(2025·河北省盐山中学段考)如图所示，间距$d = 0.6 m$的两平行金属导轨及所在的平面与水平面的夹角均为$\theta = 24°$，金属导轨上端与一电源和电阻连接。现把一个质量$m = 0.03 kg$、长度$d = 0.6 m$的导体棒$MN$垂直放在金属导轨上，磁感应强度大小$B = 0.5 T$的匀强磁场方向垂直导轨平面向上，当导体棒中通有$I = 0.8 A$的电流时恰好能保持静止。$\cos 24°$取$0.9$，$\sin 24°$取$0.4$，重力加速度$g$取$10 m/s^2$，导体棒与导轨间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是 (D)

A.导体棒受到安培力的方向水平向右
B.导体棒受到的安培力大小为$0.18 N$
C.导体棒受到的摩擦力沿斜面向上
D.导体棒与导轨间的动摩擦因数为$\frac{4}{9}$

答案： 8.D 解析:根据左手定则可知，安培力方向沿斜面向上，选项A错误;导体棒受到的安培力大小$F_{安} = BId = 0.5 × 0.8 × 0.6N = 0.24N$，选项B错误;由于$mg\sin24^{\circ} = 0.03 × 10 × 0.4N = 0.12N ＜ F_{安}$，可知导体棒受到的摩擦力沿斜面向下，选项C错误;导体棒恰好能保持静止，根据受力平衡可得$mg\sin24^{\circ} + f = F_{安}$，解得$f = 0.12N$，又$f = \mu N = \mu mg\cos24^{\circ}$，解得导体棒与导轨间的动摩擦因数$\mu = \frac{4}{9}$，选项D正确。

9. 教材改编 P22T1(2024·安徽合肥期中)如图所示，金属杆$ab$的质量为$m$，导轨间距为$l$，通过的电流为$I$，处在磁感应强度为$B$的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面成$\theta$角斜向右上方，金属杆$ab$静止于水平导轨上。下列说法正确的是 (D)


A.金属杆$ab$所受安培力大小为$F_{安} = BIl \sin \theta$
B.金属杆$ab$所受安培力方向水平向左
C.金属杆$ab$受到的摩擦力$f = BIl \sin \theta$，方向水平向左
D.金属杆对导轨的压力大小为$N = mg - BIl \cos \theta$

答案： 9.D 解析:金属杆$ab$所受安培力大小为$F_{安} = BIl$，选项A错误;根据左手定则，安培力方向垂直B、I构成的平面，斜向左上方，选项B错误;金属杆$ab$受到的摩擦力$f = BIl\sin\theta$，方向水平向右，选项C错误;根据受力平衡和牛顿第三定律，金属杆对导轨的压力大小为$N = mg - BIl\cos\theta$，选项D正确。

10.(2025·山东青岛段考)三根平行长直导线$a$、$b$、$c$中均通有恒定电流，导线$a$、$b$固定在水平面上，导线$c$通过轻质绝缘细线与力传感器相连，截面图如图所示，此时导线$c$处于静止状态且力传感器的示数恰好为零，下列说法正确的是 (C)


A.导线$a$、$b$中的电流方向相反
B.导线$a$、$c$中的电流方向相同
C.若导线$b$中的电流减小，细线将向右偏转
D.若导线$b$中的电流反向，细线将向左偏转

答案： 10.C 解析:根据平衡条件，导线$a$、$b$对$c$均为斥力，故导线$a$、$b$中的电流方向相同，导线$a$、$c$中的电流方向相反，选项AB错误;若导线$b$中的电流减小，$b$对$c$的斥力减小，细线将向右偏转，选项C正确;若导线$b$中的电流反向，$b$与$c$的电流方向相同，$b$对$c$的作用力由斥力变为引力，细线将向右偏转，选项D错误。