課時(shí)作業(yè)1—人教版（2019）高中物理選擇性必修第二冊(cè)檢測(cè)

1、課時(shí)作業(yè)1磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力一、單項(xiàng)選擇題1關(guān)于磁場(chǎng)方向、電流方向、安培力方向三者之間的關(guān)系，正確的說法是(D)A磁場(chǎng)方向、電流方向、安培力方向三者之間總是互相垂直的B磁場(chǎng)方向一定與安培力方向垂直，但電流方向不一定與安培力方向垂直C磁場(chǎng)方向不一定與安培力方向垂直，但電流方向一定與安培力方向垂直D磁場(chǎng)方向不一定與電流方向垂直，但安培力方向一定既與磁場(chǎng)方向垂直，又與電流方向垂直解析：電流放入磁場(chǎng)中，不管電流與磁場(chǎng)是否垂直，安培力均垂直磁場(chǎng)和電流所確定的平面，即安培力總是垂直磁場(chǎng)方向，安培力總是垂直電流方向2一根容易形變的彈性導(dǎo)線，兩端固定，導(dǎo)線中通有電流，方向如圖中箭頭所示當(dāng)沒有磁場(chǎng)時(shí)，導(dǎo)線呈

2、直線狀態(tài)；當(dāng)分別加上方向豎直向上、水平向右或垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，描述導(dǎo)線狀態(tài)的四個(gè)圖示中正確的是(D)解析：用左手定則可判斷出A中導(dǎo)線所受安培力為零，B中導(dǎo)線所受安培力垂直于紙面向里，C、D中所受安培力向右，導(dǎo)線受力以后的彎曲方向應(yīng)與受力方向一致3如圖所示，導(dǎo)線框中電流為I，導(dǎo)線框垂直于磁場(chǎng)放置，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，AB與CD相距為d，則棒MN所受安培力大小為(C)AFBIdBFBIdsinCFDFBIdcos解析：棒MN在磁場(chǎng)中有電流的長(zhǎng)度為，則FBIL.故C正確4如圖所示，兩個(gè)完全相同的線圈套在一水平光滑絕緣圓柱上，但能自由移動(dòng)，若兩線圈內(nèi)通以大小不等的同向電流，則它們的運(yùn)動(dòng)情況是(C

3、)A都繞圓柱轉(zhuǎn)動(dòng)B以不等的加速度相向運(yùn)動(dòng)C以相等的加速度相向運(yùn)動(dòng)D以相等的加速度相背運(yùn)動(dòng)解析：同向環(huán)形電流間相互吸引，雖然兩電流大小不等，但由牛頓第三定律知，兩線圈所受作用力必大小相等，故C正確5如圖所示，電磁炮是由電源、金屬軌道、炮彈和電磁鐵組成的當(dāng)電源接通后，磁場(chǎng)對(duì)流過炮彈的電流產(chǎn)生力的作用，使炮彈獲得極大的發(fā)射速度下列各俯視圖中正確表示磁場(chǎng)B方向的是(B)解析：要使炮彈加速，安培力方向必須向右，由左手定則判知B中磁場(chǎng)方向符合要求，故B對(duì)，A、C、D錯(cuò)6.如圖所示為一種自動(dòng)跳閘的閘刀開關(guān)，O是轉(zhuǎn)動(dòng)軸，A是絕緣手柄，C是閘刀卡口，M、N接電源線，閘刀處于垂直紙面向里、B1 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，C

4、O間距離為10 cm，當(dāng)磁場(chǎng)力為0.2 N時(shí)，閘刀開關(guān)會(huì)自動(dòng)跳開則要使閘刀開關(guān)能跳開，CO中通過的電流的大小和方向?yàn)?B)A電流方向CO B電流方向OCC電流大小為1 A D電流大小為0.5 A解析：由左手定則，電流的方向OC，由B得I2 A.7如圖所示，光滑的金屬軌道分水平段和圓弧段兩部分，O點(diǎn)為外側(cè)圓弧的圓心，N點(diǎn)為水平段與圓弧段的切點(diǎn)兩金屬軌道之間的寬度為0.5 m，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向如圖所示，大小為0.5 T質(zhì)量為0.05 kg、長(zhǎng)為0.5 m的金屬細(xì)桿置于金屬軌道上的M點(diǎn)當(dāng)在金屬細(xì)桿內(nèi)通以2 A的恒定電流時(shí)，金屬細(xì)桿可以沿軌道向右由靜止開始運(yùn)動(dòng)已知MNOP1 m，g取10 m/s2，則(D

5、)A金屬細(xì)桿開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為5 m/s2B金屬細(xì)桿運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的速度大小為5 m/sC金屬細(xì)桿運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的向心加速度大小為10 m/s2D金屬細(xì)桿運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)對(duì)每一條軌道的作用力大小為0.75 N解析：金屬細(xì)桿開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小a10 m/s2，故A錯(cuò)；金屬細(xì)桿由M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至P點(diǎn)的過程由動(dòng)能定理得BIL(MNOP)mgONmv，則vP2 m/s，故B錯(cuò)；金屬細(xì)桿運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)a向20 m/s2，故C錯(cuò)；在P點(diǎn)，設(shè)每一條軌道對(duì)金屬細(xì)桿的作用力大小為FN，由牛頓第二定律得2FNBILma向，則FN0.75 N，故D對(duì)二、多項(xiàng)選擇題8如圖，三根相互平行的固定長(zhǎng)直導(dǎo)線L1、L2和L3兩兩等距

6、，均通有電流I，L1中電流方向與L2中的相同，與L3中的相反下列說法正確的是(BC)AL1所受磁場(chǎng)作用力的方向與L2、L3所在平面垂直BL3所受磁場(chǎng)作用力的方向與L1、L2所在平面垂直CL1、L2和L3單位長(zhǎng)度所受的磁場(chǎng)作用力大小之比為11DL1、L2和L3單位長(zhǎng)度所受的磁場(chǎng)作用力大小之比為1解析：由安培定則可判斷出L2在L1處產(chǎn)生的磁場(chǎng)(B21)方向垂直L1和L2的連線豎直向上，L3在L1處產(chǎn)生的磁場(chǎng)(B31)方向垂直L1和L3的連線指向右下方，根據(jù)磁場(chǎng)疊加原理，L3和L2在L1處產(chǎn)生的合磁場(chǎng)(B合1)方向如圖1所示，根據(jù)左手定則可判斷出L1所受磁場(chǎng)作用力的方向與L2和L3所在平面平行，選項(xiàng)

7、A錯(cuò)誤；同理，如圖2所示，可判斷出L3所受磁場(chǎng)(B合3)作用力的方向(豎直向上)與L1、L2所在平面垂直，選項(xiàng)B正確；同理，如圖3所示，設(shè)一根長(zhǎng)直導(dǎo)線在另一根導(dǎo)線處產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，根據(jù)幾何知識(shí)可知，B合1B，B合2B，B合3B，由安培力公式FBIL可知L1、L2和L3單位長(zhǎng)度所受的磁場(chǎng)作用力大小之比為11，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤9某電視節(jié)目做了如下實(shí)驗(yàn)：用裸露的銅導(dǎo)線繞制成一根無限長(zhǎng)螺線管，將螺線管放在水平桌面上，用一節(jié)干電池和兩個(gè)磁鐵制成一個(gè)“小車”，兩磁鐵的同名磁極粘在電池的正、負(fù)兩極上，只要將這輛小車推入螺線管中，小車就會(huì)加速運(yùn)動(dòng)起來，如圖所示關(guān)于小車的運(yùn)動(dòng)，以下說法正確的是

8、(BD)A將小車上某一磁鐵改為S極與電池粘連，小車仍能加速運(yùn)動(dòng)B將小車上兩磁鐵均改為S極與電池粘連，小車的加速度方向?qū)l(fā)生改變C圖中小車加速度方向向右D圖中小車加速度方向向左解析：兩磁極間的磁感線如圖甲所示：干電池與磁極及中間部分線圈組成了閉合回路，在兩磁極間的線圈中產(chǎn)生了電流，左端磁極的左側(cè)線圈和右端磁極的右側(cè)線圈中沒有電流其中線圈中電流方向的左視圖如圖乙所示，由左手定則可知中間線圈所受的安培力向右，根據(jù)牛頓第三定律有“小車”向左加速，C錯(cuò)誤，故D正確；如果將某一磁鐵S極與電池粘連，則磁感線不會(huì)向外發(fā)散，兩部分受到方向相反的力，合力為零，不會(huì)產(chǎn)生加速度，故A錯(cuò)誤；將小車上兩磁鐵均改為S極與電

9、池粘連，磁感線會(huì)向里聚集，受到的力的方向與原來相反，故車的加速度方向?qū)l(fā)生改變，故B正確10如圖所示，兩根通電長(zhǎng)直導(dǎo)線a，b平行放置，a，b中的電流強(qiáng)度分別為I和2I，此時(shí)a受到的磁場(chǎng)力為F，以該磁場(chǎng)力方向?yàn)檎较?，a，b的正中間再放置一根與a，b平行共面的通電長(zhǎng)直導(dǎo)線c后，a受到的磁場(chǎng)力大小變?yōu)?F，則此時(shí)b受到的磁場(chǎng)力的大小為(BD)A0 BFC4F D7F解析：由于a對(duì)b的磁場(chǎng)力和b對(duì)a的磁場(chǎng)力是相互作用力，故b受到a的磁場(chǎng)力為F，中間再加一通電長(zhǎng)直導(dǎo)線c后，由于c處于中間，其在ab兩位置產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同，故b受到c的磁場(chǎng)力為a受到c的磁場(chǎng)力的2倍，a受力大小變成2F，可能是受c

10、的磁場(chǎng)力為F，方向向左，此時(shí)b受c的磁場(chǎng)力為2F，方向向左，故b受到的磁場(chǎng)力為F，方向向左；a受力大小變成2F，也可能是受c的磁場(chǎng)力為3F，方向向右，則此時(shí)b受c的磁場(chǎng)力為6F，方向向右，故b受到的磁場(chǎng)力為6FF7F，方向向右三、非選擇題11圖中虛線框內(nèi)存在一沿水平方向、且與紙面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)現(xiàn)通過測(cè)量通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受的安培力來測(cè)量磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小、并判定其方向所用部分器材已在圖中給出，其中D為位于紙面內(nèi)的U形金屬框，其底邊水平，兩側(cè)邊豎直且等長(zhǎng)；E為直流電源；R為電阻箱；A為電流表；S為開關(guān)此外還有細(xì)沙、天平、米尺和若干輕質(zhì)導(dǎo)線(1)在圖中畫線連接成實(shí)驗(yàn)電路圖答案：電路如圖所示(2)

11、完成下列主要實(shí)驗(yàn)步驟中的填空：按圖接線保持開關(guān)S斷開，在托盤內(nèi)加入適量細(xì)沙，使D處于平衡狀態(tài)；然后用天平稱出細(xì)沙質(zhì)量m1.閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)R的值使電流大小適當(dāng)，在托盤內(nèi)重新加入適量細(xì)沙，使D重新處于平衡狀態(tài)；然后讀出電流表A的示數(shù)I，并用天平稱出細(xì)沙的質(zhì)量m2.用米尺測(cè)量D的底邊長(zhǎng)度l.(3)用測(cè)得的物理量和重力加速度g表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，可以得出B.(4)判定磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的方法是：若m2m1，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向外；反之，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里解析：(1)應(yīng)當(dāng)用串聯(lián)電路(3)通電前，根據(jù)D處于平衡狀態(tài)，有mDgm1g.通電后，D受安培力的作用，為求解安培力需要使D重新平衡，為了表

12、示安培力需要測(cè)量D中電流I，細(xì)沙質(zhì)量m2，再根據(jù)D處于平衡狀態(tài)有mDgBIlm2g(或mDgBIlm2g)，解得磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.(4)根據(jù)左手定則可以判斷，當(dāng)m2m1時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于紙面向外12.粗細(xì)均勻的直導(dǎo)線ab的兩端懸掛在兩根相同的彈簧下邊，ab恰好在水平位置(如圖所示)已知ab的質(zhì)量m10 g，ab的長(zhǎng)度L60 cm，沿水平方向與ab垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.4 T.(1)要使兩根彈簧能處于自然狀態(tài)(既不被拉長(zhǎng)，也不被壓縮)，導(dǎo)線ab中應(yīng)沿什么方向通入多大的電流？(2)若導(dǎo)線中有從a到b方向的大小為0.2 A的電流通過時(shí)，兩根彈簧均被拉長(zhǎng)了x1 mm，求彈簧的勁度系

13、數(shù)(3)當(dāng)導(dǎo)線中有從b到a方向的大小為0.2 A的電流通過時(shí)，兩根彈簧被拉長(zhǎng)了多少？(取g9.6 N/kg)答案：(1)沿ab方向通入0.4 A電流(2)24 N/m(3)3 mm解析：(1)只有當(dāng)導(dǎo)線ab受到的安培力方向豎直向上且等于導(dǎo)線ab的重力時(shí)，兩根彈簧才能處于自然狀態(tài)根據(jù)左手定則，導(dǎo)線ab中的電流方向應(yīng)由a到b，由關(guān)系式mgBI1L可得電流的大小為I1 A0.4 A.(2)導(dǎo)線中通過有從a到b的電流時(shí)，導(dǎo)線受到豎直向上的安培力作用，被拉長(zhǎng)的兩根彈簧對(duì)ab有豎直向上的拉力，同時(shí)導(dǎo)線受豎直向下的重力，可得平衡方程為BI2L2kxmg，解得彈簧的勁度系數(shù)為k N/m24 N/m.(3)當(dāng)導(dǎo)

14、線中通有從b到a的電流時(shí)，導(dǎo)線所受的安培力豎直向下，這時(shí)的平衡方程為：2kxmgBI3L，由此可求出兩根彈簧被拉伸的長(zhǎng)度為x m0.003 m3 mm.13如圖所示，水平平行導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)0.5 m，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)；導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量m1 kg，電阻R00.9 ，與導(dǎo)軌垂直且接觸良好；電源電動(dòng)勢(shì)E10 V，內(nèi)阻r0.1 ，定值電阻R4 ；勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B5 T，方向垂直于ab，與導(dǎo)軌平面成53角；ab與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)，定滑輪摩擦不計(jì)，ab與重物由繞過定滑輪的細(xì)線相連，線對(duì)ab的拉力為水平方向，重力加速度g取10 m/s2，ab處于靜止?fàn)顟B(tài)(已知sin530.8，cos530.6)求：(1)ab受到的安培力大小和方向(2)重物重力G的取值范圍答案：(1)5 N方向與水平方向成37角斜向左上方(2)0.5 NG