2019_2020学年高中物理第二章电流与磁场2磁吃通电导线的作用力随堂演练含解析教科版选修1_1.doc

磁场对通电导线的作用力1关于磁感应强度，下列说法中正确的是()A由B可知，B与F成正比，与IL成反比B由B可知，一小段通电导线在某处不受磁场力，则说明该处一定无磁场C通电导线在磁场中受力越大，说明磁场越强D磁感应强度的方向就是小磁针北极受力的方向解析：选D.磁场中某点的磁感应强度B是客观存在的，与是否放通电导线及通电导线受力的大小无关，所以选项A、C均错当电流方向与磁场方向平行时，磁场对电流无作用力，但磁场却存在，所以选项B错磁感应强度的方向就是小磁针静止时N极的指向，而不是通电导线的受力方向2一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()解析：选D.当匀强磁场竖直向上和导线平行时，导线受到安培力为0，故A选项错误；当匀强磁场水平向右时，根据左手定则可知导线受到安培力向里，故B选项错误；当匀强磁场垂直纸面向外时，根据左手定则可知导线受到安培力水平向右，故C选项错误，D选项正确3. 下列说法中，正确的是()A磁通量是描述磁场强弱的物理量B电场线与磁感线都是不封闭曲线C在匀强磁场中，a线圈面积比b线圈大，则穿过a线圈的磁通量一定比穿过b线圈的大D磁感应强度是描述磁场强弱的物理量解析：选D.磁通量BS·cos ，磁场强的地方，磁感应强度B一定大，但不一定大面积S大，也不一定大磁感线是封闭曲线，故A、B、C均不正确4如图所示，三根通电长直导线P、Q、R互相平行且通过正三角形的三个顶点，三条导线中通入的电流大小相等、方向垂直纸面向里，通电直导线产生磁场的大小BkI/r，I为通电导线的电流大小，r为距通电导线的垂直距离，k为常量则通电导线R受到的磁场力的方向是()A垂直R，指向y轴负方向B垂直R，指向y轴正方向C垂直R，指向x轴负方向D垂直R，指向x轴正方向解析：选A.根据平行电流之间的相互作用，平行直导线电流方向相同时，导线间存在相互引力作用，根据对称性，P、Q分别与R之间的力大小相等，方向对称，再根据平行四边形定则，电流R受到的磁场力的方向，垂直R，指向y轴负方向，因此A选项正确5地球上某处地磁场的磁感应强度B在竖直方向上的分量为B00.54×104 T，求通过在水平面上面积为2.0 m2线圈的磁通量.解析：由磁通量的定义得B0·S0.54×104×2.0 Wb1.08×104 Wb.答案：1.08×104 Wb课时作业学生用书P72(单独成册)一、选择题1下列关于磁感应强度大小的说法，正确的是()A通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大B通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大C放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方向处处相同D磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关解析：选D.磁场中某点磁感应强度的大小和方向由磁场本身决定，与通电导线的受力及方向都无关，故选项A错误，选项D正确通电导线在磁场中受力的大小不仅与磁感应强度有关，而且与通电导线的取向有关，故选项B错误虽然匀强磁场中磁感应强度处处相等，但当导线在各个位置的方向不同时，磁场力是不相同的(导线与磁场垂直时受磁场力最大，与磁场平行时受磁场力为0)，而选项C中没有说明导线在各个位置的取向是否相同，所以选项C错误2关于通电直导线所受安培力F、磁感应强度B和电流I三者方向之间的关系，下列说法正确的是()AF、B、I三者必定均保持垂直BF必定垂直于B、I，但B不一定垂直于ICB必定垂直于F、I，但F不一定垂直于IDI必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B解析：选B.由左手定则知力F垂直平面BI，但B和I不一定垂直，故选项B正确3关于磁通量的描述，下列说法正确的是()A位于磁场中的一个平面垂直磁场方向时，穿过该平面的磁通量最大B穿过平面的磁通量最大时，该处的磁感应强度一定最大C如果穿过某平面的磁通量为零，则该处的磁感应强度一定为零D将一平面置于匀强磁场中的任何位置，穿过该平面的磁通量总是相等解析：选A.由磁通量BS·cos可知磁通量不但与B、S有关，还与平面与该平面沿垂直磁场方向的投影面之间的夹角有关0，B不一定为零，最大，B也不一定大故选项A正确4一段长0.2 m，通过2.5 A电流的直导线，关于在磁感应强度为B的匀强磁场中所受安培力F的情况，正确的是()A如果B2 T，F一定是1 NB如果F0，B也一定为零C如果B4 T，F有可能是1 ND如果F有最大值时，通电导线一定与B平行解析：选C.当导线与磁场方向垂直放置时，FBIL，力最大，当导线与磁场方向平行放置时，F0，当导线与磁场方向成任意其他角度放置时，0FBIL，A、D两选项不正确，C选项正确；磁感应强度是磁场本身的性质，与受力F无关，B选项不正确5如图所示，通电直导线右边有一个矩形线框，线框平面与直导线共面，若使线框逐渐远离(平动)通电直导线，则穿过线框的磁通量将()A逐渐增大B逐渐减小C保持不变 D不能确定解析：选B.通电直导线产生的磁场在纸面内的分布特点是磁感线垂直纸面，越靠近导线磁场越强，越远越弱，因此线框向右平移时，穿过线框的磁通量逐渐减小，故选项B正确6如图所示为一种自动跳闸的闸刀开关，O是转动轴，A是绝缘手柄，C是闸刀卡口，M、N接电源线，闸刀处于垂直纸面向里、B1 T的匀强磁场中，CO间距离为10 cm，当磁场力为0.2 N时， 闸刀开关会自动跳开则要使闸刀开关能跳开，CO中通过的电流的大小和方向为()A电流方向为CO B电流方向为OCC电流大小为1 A D电流大小为0.5 A解析：选B.闸刀开关要自动跳开，OC所受安培力的方向应水平向左，由左手定则可知，电流方向OC，A选项错误，B选项正确；由FBIL可得：I2 A，C、D选项均错误7如图所示，质量为m的通电细杆ab置于倾角为的两平行导轨上，导轨宽度为d，杆ab和导轨之间的动摩擦因数为，有电流时，ab恰好在导轨上静止，图中的四个侧视图标出了四种磁场的方向，其中杆ab和导轨之间的摩擦力可能为零的是()解析：选AB.A中通电细杆受到竖直向上的安培力，细杆所受的摩擦力可能为零B中通电细杆受到水平向右的安培力，摩擦力可能为零C中通电细杆受到竖直向下的安培力，摩擦力不可能为零D中通电细杆受到水平向左的安培力，摩擦力不可能为零，故A、B正确8如图所示，台秤上放一光滑平板，其左边固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时台秤读数为F1，现在磁铁上方中心偏左位置固定一通电导线，电流方向如图所示，当加上电流后，台秤读数为F2，则以下说法正确的是()AF1F2 BF1F2C弹簧长度将变长 D弹簧长度将变短解析：选AD.根据左手定则判断导线所受安培力斜向右下方，由牛顿第三定律可知磁铁受导线的作用力为斜向左上方. 磁铁在竖直方向与水平方向受力平衡，可得支持力变小，磁铁压缩弹簧，故A、D正确二、非选择题9一根导线长0.2 m，通有3 A的电流，垂直磁场放入磁场中某处受到的磁场力是6×102 N，则该处的磁感应强度大小B为_T；如果该导线的长度和电流都减小一半，则该处的磁感应强度大小为_T若把这根通电导线放入磁场中的另外一点，所受磁场力为12×102 N，则该点磁感应强度大小为_T.解析：通电导线垂直放入磁场中，由定义式得B T0.1 T某点的磁感应强度由磁场本身决定，故B0.1 T当通电导线在某处所受磁场力一定，将其垂直放入时，对应的B最小Bmin T0.2 T，故B0.2 T.答案：0.10.10.210如图所示，在一个范围足够大、磁感应强度B0.40 T的水平匀强磁场中，用绝缘细线将金属棒吊起使其呈水平静止状态，且使金属棒与磁场方向垂直已知金属棒长L0.20 m，质量m0.020 kg，取g10 m/s2. (1)若棒中通有I2.0 A的向左的电流，求此时金属棒受到的安培力F的大小；(2)改变通过金属棒的电流大小，若细线拉力恰好为零，求此时棒中通有电流的大小解析：(1)根据安培力公式FBIL可得：此时金属棒受到的安培力大小FBIL，代入数据解得F0.16 N(2)以通电金属棒为研究对象，要使悬线拉力恰好为零，根据平衡条件可得：FBILmg，解得Img/LB代入数据解得I2.5 A.答案：(1)0.16 N(2)2.5 A- 6 -