1.1磁场对通电导线的作用力-2022-2023学年高二物理新教材基础+巩固+提升三级跳(人教版2019选择性必修第二册))含答案.docx
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1、2022-2023学年高二物理新教材基础+巩固+提升三级跳新教材 基础 巩固 提升三级跳第一章 安培力与洛伦兹力1.1 磁场对通电导线的作用力基础知识知识点梳理:知识点一、安培力的方向1、安培力:通电导线在磁场中受的力。2、左手定则:伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流的方向,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。3、安培力方向与磁场方向、电流方向的关系:FB,FI,即F垂直于B与I所决定的平面。知识点二、安培力的大小1、垂直于磁场B放置、长为L的通电导线,当通过的电流为I时,所受安培力为。2、当磁感应强度B的方
2、向与导线方向成角时,公式。知识点三、磁电式电流表1、原理:安培力与电流的关系。通电线圈在磁场中受到安培力而偏转,线圈偏转的角度越大,被测电流就越大,根据线圈偏转的方向,可以知道被测电流的方向。2、构造:磁铁、线圈、螺旋弹簧、指针、极靴。3、特点:极靴与圆柱间的磁场沿半径方向,线圈转动时,安培力的大小不受磁场影响,电流所受安培力的方向总与线圈平面垂直。线圈平面与磁场方向平行,如图所示。4、优点:灵敏度高,可以测出很弱的电流。缺点:线圈导线很细,允许通过的电流很弱。知识点考点:一、安培力的方向1、安培力F、磁感应强度B、电流I的方向关系(1)已知I、B的方向,可用左手定则确定F的方向;(2)已知F
3、、B的方向,导线位置确定时,可确定I的方向;(3)已知F、I的方向,不能唯一确定B的方向。2、左手定则与安培定则的比较比较项目安培定则左手定则作用判断电流产生的磁场方向判断电流在磁场中的受力方向因果关系“电流”是“因”,“磁场”是“果”“磁场”和“电流”都是“因”,“受力”是“果”内容具体情况直线电流环形电流或通电螺线管电流在磁场中用手右手左手具体操作拇指所指方向为电流方向四指弯曲的方向指向电流的环绕方向拇指与其余四指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;磁感线穿过掌心,四指指向电流的方向结果四指弯曲的方向表示磁感线的方向拇指所指的方向表示轴线上的磁感线方向拇指所指的方向表示电流所受安培力的方向预
4、习基础:一、判断题1依据下面情境,判断下列说法对错。条形磁体的磁场分布如图所示。(1)磁场是客观存在的,磁感线实际上是不存在的,磁感线上各点的切线方向表示该点的磁场方向。( )(2)磁场中某点磁感应强度的方向,跟放在该点的试探电流元所受安培力的方向一致。( )(3)在如图所示的磁场中磁感线越密集的地方,磁感应强度越大。( )(4)相邻两条磁感线之间的空白区域磁感应强度为零。( )(5)将通电导线放入磁场中,若不受安培力,说明该处磁感应强度为零。( )二、填空题2实验发现,垂直放在磁场中的通电导线所受到的磁场力的大小,还与_和_有关。3洛伦兹通过实验测定了磁场对电流的作用。( )4如图所示为“旋
5、转液体的实验”装置。盛有液体的玻璃容器放入蹄形磁铁中,蹄形磁铁内的磁场视为匀强磁场,磁感应强度B=0.2T,容器内侧边缘和中心分别通过电极与电源的正极、负极相连接。玻璃容器的横截面的半径a=0.05m,电源的电动势E=6V,内阻r=2,限流电阻R0=8,闭合开关液体开始旋转,经足够长时间后,电压表的示数恒为4V,则由上往下看,液体_旋转(填“顺时针”或“逆时针”),液体所受的安培力大小为_N。5将小磁针放入磁场中,小磁针的_极受力方向即为该点处磁场方向;将一根长0.2m的导线,通以3A的电流后垂直于磁场方向放入磁感应强度为0.1T的磁场中,它受到磁场的作用力大小是_N。6如图,为了研究磁体S极
6、附近Q点的磁场强弱,在该处垂直于磁场方向放置“很短”的一小段通电导线,设导线中的电流为I,导线的长为l,受到的磁场力为F。若改变I或l,则比值将_(选填“发生变化”或“保持不变”)。试问通电导线为什么要取得“很短”?_。巩固所学三、单选题7如图所示,将六分之一圆弧导线固定于方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场中,圆弧导线两端点A、C连线竖直。若给导线通以方向由A到C、大小为I的恒定电流,圆弧的半径为R,则导线受到的安培力的大小和方向是()A,水平向左B,水平向右C,水平向左D,水平向右8如图所示,纸面内A、B两点间连接有四段导线ACB、ADB、AEB、AFB,四段导线的粗细相同、材料
7、相同,匀强磁场垂直于纸面向里。现给MN两端加上电压,则下列说法正确的是()A四段导线中通过的电流相同BADB段受到的安培力最大CAEB段受到的安培力最小D四段导线受到的安培力的大小相等9有一间距为L=0.5m的光滑金属导轨倾斜放置,与水平面成=37角。在导轨上垂直放置一根金属棒,接通如图所示的电源,电流强度为I=0.6A。若磁感应强度大小为B=1T、方向垂直斜面向上,金属棒恰好静止,取g=10m/s2,则()A金属棒的质量为0.05kgB金属棒的质量为0.1kgC其他条件不变,若磁场方向变为竖直向上,则金属棒的机械能增大D其他条件不变,若磁场方向变为竖直向上,则金属棒的加速度大小为2.4m/s
8、210如图甲所示为“海影号”电磁推进实验舰艇,舰艇下部的大洞使海水前后贯通。舰艇沿海平面截面图如图乙所示,其与海水接触的两侧壁M和N分别连接舰艇内电源的正极和负极,使得M、N间海水内电流方向为,此时加一定方向的磁场,可使得M、N间海水受到磁场力作用而被推出,舰艇因此向右前进,则所加磁场的方向应为()A水平向左B水平向右C垂直纸面向外D垂直纸面向里11如图所示,间距为L的足够长平行光滑导轨所在平面与水平面之间的夹角为,匀强磁场的方向是竖直方向,磁感应强度大小为B。将一根长为L、质量为m的导体棒垂直放置在导轨上,导体棒中通以方向从a向b的电流,此时金属棒静止在轨道上,则下列说法正确的是()A匀强磁
9、场的方向竖直向下B导体棒所受安培力方向竖直向上C导体棒中电流大小为D其他条件不变,仅电流方向突然反向,则金属棒可能继续保持静止四、多选题12在某一匀强磁场中,长0.2 m的一根直导线,通以3 A的电流,与磁场垂直放置时受到的安培力是6102N,则A匀强磁场的磁感应强度大小为103TB匀强磁场的磁感应强度大小为101 TC如果该导线的电流减小一半,则该导线受到的安培力大小为3102ND如果该导线的电流为0,则该导线受处的位置的磁感应强度大小为0 T13家用照明电路中的两根导线是相互平行的,当用电器正常工作时,两根导线中有如图所示的大小、方向周期性变化的电流,关于两根导线之间的作用力,下列说法正确
10、的是()A两根导线之间始终没有作用力B两根导线之间有时有作用力,有时没有C火线中电流产生的磁场会对零线产生力的作用,但火线不会受到力的作用D零线对火线有作用力时,火线对零线也一定有作用力能力提升五、实验题14如图为研究磁场对通电导线的作用力的实验,问:(1)若闭合开关,导体棒AB 受到的安培力方向_(“向左”或“向右”)(2)如果向右滑动“滑动变阻器”触头,导体棒AB受到安培力方向_(“反向”或“不变”),安培力大小_(“变大”、“不变”或“变小”)六、解答题15如图,在一个范围足够大、磁感应强度B=0.4T的水平匀强磁场中,且使金属棒与磁场方向垂直。已知金属棒长L=0.2m,若棒中通有I=2
11、.0A向左的电流,求此时金属棒受到的安培力F的大小。16一段长为L的通电导线位于某匀强磁场中,通过它的电流大小为I,它受到的磁场力大小为F。该匀强磁场的磁感应强度的大小一定等于吗?如果不等于,它可能比大还是比小?为什么?17如图所示是实验室里用来测量磁场力的一种仪器电流天平,某同学在实验室里,用电流天平测算通电螺线管中的磁感应强度,他测得的数据记录如下所示,请你算出通电螺线管中的磁感应强度B。已知:CD段导线长度:4102 m天平平衡时钩码重力:4105 N通过导线的电流:0.5 A参考答案:1 正确 错误 正确 错误 错误【来源】2023版32一轮复习 第九章 第1讲 磁场 磁场对电流的作用
12、【详解】(1)磁场是客观存在的,磁感线实际上是不存在的,磁感线上各点的切线方向表示该点的磁场方向,(1)正确。(2)磁感应强度是磁场本身的性质,磁场中某点磁感应强度的大小与方向,跟放在该点的试探电流元无关,与所受磁场力无关,(2)错误。(3)磁感线越密集的地方,磁感应强度越大,(3)正确。(4)相邻两条磁感线之间的空白区域没有画出磁感线,但磁感应强度不为0,(4)错误。(5)将通电导线放入磁场中,若不受安培力,可能是因为电流方向平行于磁场方向,不能说明该处磁感应强度为零。(5)错误。2 通电电流强度 放入磁场中导线的长度【来源】华东师大版高二上 第十章 磁场 C 磁感应强度 磁通量 基础巩固
13、拓展练习【详解】12由安培力公式可知,通电导线所受到的磁场力的大小不仅与磁感应强度有关,还与通电电流强度和放入磁场中导线的长度有关。3错误【来源】河北省邯山区第一中学2021-2022学年高二上学期四调考试物理试题【详解】安培通过实验测定了磁场对电流的作用,故题干说法错误。4 逆时针 #0.002【来源】福建省厦门市同安第一中学2021-2022学年高二下学期期中物理试题【详解】1由图可知电流从液体边缘流向中心,且磁感应强度竖直向上,根据左手定则可知由上往下看,液体逆时针旋转。2根据闭合电路欧姆定律可知通过液体的电流大小为液体所受的安培力大小为5 N 0.06【来源】湖南省2022年普通高中学
14、业水平合格性考试物理模拟试卷(二)【详解】1在磁场中,小磁针N极受力的方向就是该点磁场的方向2根据可得导线所受磁场的作用力大小6 保持不变 为了研究磁场中较精确地属于某一点的磁场强弱【来源】2020-2022三年上海高考物理一模汇编之磁场【详解】1由F=BIl可得Q点的磁场强度是磁场本身的属性,与通电导线长度、导线中电流大小无关,改变I或l,则比值将保持不变。2为了研究磁场中较精确地属于某一点的磁场强弱,通电导线要取得“很短”。7A【来源】江苏省盐城市某校2021-2022学年高二下学期期中物理试题【详解】根据几何知识可得导线在磁场中受安培力的有效长度为导线受到的安培力的大小为根据左手定则可知
15、安培力的方向为水平向左,故选A。8B【来源】广东省潮州市饶平县第二中学2021-2022学年高二下学期月考物理试题(二)【详解】A根据易知导线越长,电阻越大。根据可得,ACB导线电流最小,ADB导线电流最大。故A错误;BCD四段导线的有效长度都相同,由ADB段受到的安培力最大,ACB段受到的安培力最小。故B正确;CD错误。故选B。9A【来源】10.1磁场对电流的作用-2023年高考物理一轮复习提升核心素养【详解】AB由于金属棒静止,根据受力平衡可得解得故A正确,B错误;CD其他条件不变,若磁场方向变为竖直向上,则安培力的大小不变,方向变为水平向右,因此金属棒受到的合外力为故因此金属棒沿斜面向下
16、做匀加速运动,安培力做负功,故金属棒的机械能减少,故CD错误。故选A。10C【来源】辽宁省葫芦岛市兴城市中学等四校2022-2023学年高二上学期12月联考物理试题【详解】根据题意可知,舰艇向右前进,则海水受到向左的安培力,由左手定则可知,所加磁场的方向应为垂直纸面向外。故选C。11A【来源】辽宁省铁岭市昌图县第一中学2022-2023学年高二上学期12月月考物理试题【详解】AB如果磁场方向竖直向上,由左手定则可知,安培力水平向右,导体棒所受合力不可能为零,导体棒不可能静止,则磁场方向竖直向下,故A正确,B错误:C磁场的方向为竖直向下时,导体棒受到水平向左的安培力作用,同时还受竖直向下的重力和
17、垂直于导轨向上的支持力作用,三力合力可以为零,由力的平衡有F=BIL =mgtan解得故C错误;D其他条件不变,仅电流方向突然反向,则安培力水平向右,导体棒所受合力不可能为零,导体棒不可能静止,故D错误。故选A。12BC【来源】江苏省沭阳县修远中学2018-2019学年高二上学期第一次月考物理试题【分析】本题考查学生对磁场性质的理解,并要求学生会计算磁感应强度的大小【详解】(1)当导线垂直磁场放置时,则其所受安培力大小为,故,故A错误,B正确;(2)在保持其它条件不变的情况下,由可知,若导线中的电流减小一半,则该导线受到的安培力大小也减为原来的一半,即3102N,C正确(3)磁场是客观存在的,
18、与导线有无电流无关,磁场的强弱只与磁场本身的性质有关D错误故本题正确答案选BC【点睛】根据可以计算磁感应强度的大小;磁场的强弱只与磁场本身的性质有关,而与通电导线有无电流没有任何关系13BD【来源】第十三章 课时1 磁场 磁感线 进阶拓展 人教版(2019)必修第三册 分层作业【详解】零线与火线中的电流始终等大反向,当火线中有电流时,零线中也有电流,此时火线中电流产生的磁场会对零线产生力的作用,反过来,零线中电流产生的磁场也会对火线产生力的作用,在某些时刻,火线和零线中的电流均为0,则此时两根导线之间没有力的作用,AC错误,BD正确。故选BD。14 向左 不变 变小【来源】湖北省黄冈市黄梅国际
19、育才高级中学2019-2020学年高二下学期9月月考物理试题【详解】(1)1利用左手定则可以判断受力方向向左;(2)23当向右滑动“滑动变阻器”触头时,阻值增大,电流变小,方向不变,所以导体棒AB受到安培力方向不变,安培力大小变小。15【来源】吉林省长春市榆树高级中学2020-2021学年高二上学期期末物理试题【详解】由安培力公式可得,金属棒受到的安培力F的大小为16见解析【来源】教科版(2019)必修第三册 第三章 2.磁感应强度 磁通量【详解】通电导线在磁场中受到的安培力其中是B与I的夹角,则磁感应强度又所以即当时,磁感应强度的大小当时,磁感应强度的大小且磁感应强度的大小172.010-3
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- 1.1 磁场 通电 导线 作用力 2022 2023 学年 物理 新教材 基础 巩固 提升 三级跳 人教版 2019 选择性 必修 第二 答案
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