2020高中物理 9 磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用（含解析）

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE9-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精課時(shí)分層作業(yè)(九)磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用（時(shí)間：40分鐘分值:100分）［基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練］1．（6分)（多選)有關(guān)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向,下列說法正確的是（）A．B的方向就是小磁針S極所指的方向B．B的方向與小磁針N極的受力方向一致C．B的方向就是通電導(dǎo)線受安培力的方向D．B的方向就是該處磁場(chǎng)的方向BD[磁場(chǎng)的方向就是磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，規(guī)定為小磁針靜止時(shí)N極所指的方向或小磁針N極的受力方向,它與通電導(dǎo)線所受安培力的方向是垂直的．]2．（6分）下列關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的說法正確的是（)A．通電直導(dǎo)線受磁場(chǎng)力大的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度一定大B．通電直導(dǎo)線在磁感應(yīng)強(qiáng)度大的地方受力一定大C．放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中各處的通電直導(dǎo)線，受力大小和方向處處相同D．磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向跟放在磁場(chǎng)中的通電直導(dǎo)線受力的大小和方向無(wú)關(guān)D[因?yàn)榇艌?chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向由磁場(chǎng)本身決定，與通電直導(dǎo)線的受力及方向都無(wú)關(guān)，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確；因?yàn)橥娭睂?dǎo)線在磁場(chǎng)中受力的大小不僅與磁感應(yīng)強(qiáng)度有關(guān)，而且與通電直導(dǎo)線的取向有關(guān)，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；雖然勻強(qiáng)磁場(chǎng)中磁感應(yīng)強(qiáng)度處處相等，但當(dāng)導(dǎo)線在各個(gè)位置的方向不同時(shí)，磁場(chǎng)力是不相同的(導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)受磁場(chǎng)力最大,與磁場(chǎng)方向平行時(shí)受磁場(chǎng)力為零)，而選項(xiàng)C中沒有說明導(dǎo)線在各個(gè)位置的取向是否相同，所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤．]3．(6分)（多選）下列各項(xiàng)所示為通電直導(dǎo)線置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的不同方式，其中導(dǎo)線能受到安培力作用的是(）AC［由于B、D所示的電流方向與磁場(chǎng)方向平行，故不受安培力，A、C所示電流方向與磁場(chǎng)方向垂直,受安培力作用,故選項(xiàng)A、C正確．]4．(6分)為了簡(jiǎn)化安培的實(shí)驗(yàn)，我們可以用如圖所示的裝置探究影響安培力方向的因素．實(shí)驗(yàn)中如果發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體棒被推出磁鐵外,則此時(shí)磁鐵的磁極和電流方向可能是(）A．磁鐵N極在上，電流方向A→BB．磁鐵N極在上，電流方向B→AC．磁鐵S極在上，電流方向B→AD．以上三種情況都有可能B［根據(jù)左手定則判斷可知選項(xiàng)B正確．］5．（6分）有一通電導(dǎo)線在赤道上方，沿東西方向水平放置,電流方向向東,它受到地磁場(chǎng)的作用力方向?yàn)?）A．向東 B．向西C．向上 D．向下C[赤道上方，地磁場(chǎng)方向向北，由左手定則知選項(xiàng)C對(duì)．]6．(6分）如圖所示，用兩根相同的細(xì)繩水平懸掛一段均勻載流直導(dǎo)線MN，電流I方向從M到N，繩子的拉力均為F.為使F＝0,可能達(dá)到要求的方法是（）A．加水平向右的磁場(chǎng)B．加水平向左的磁場(chǎng)C．加垂直紙面向里的磁場(chǎng)D．加垂直紙面向外的磁場(chǎng)C［由于繩子的拉力為零,所以直導(dǎo)線所受的安培力向上，由左手定則可知,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，故C正確．］7．（6分）（多選)下列說法正確的是（）A．若某電荷在某處不受到電場(chǎng)力作用,則該處電場(chǎng)強(qiáng)度為零B．若一小段通電導(dǎo)線在某處不受到磁場(chǎng)力作用，則該處磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零C．電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,在數(shù)值上等于一個(gè)電荷在該點(diǎn)受到的電場(chǎng)力與一個(gè)電荷電量的比值D．磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，在數(shù)值上等于一小段通電導(dǎo)線放在該點(diǎn)時(shí)受到的磁場(chǎng)力與該小段導(dǎo)線的長(zhǎng)度和電流的乘積的比值A(chǔ)C[磁場(chǎng)不同于電場(chǎng),如通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)平行，則安培力為零，選項(xiàng)B錯(cuò)誤,選項(xiàng)A正確;由電場(chǎng)強(qiáng)度的定義可知選項(xiàng)C正確；導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直時(shí)才有B＝eq\f(F，IL)，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤．］8．（8分)如圖所示,在水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，放有矩形線框abcd，線框可繞其中心軸線自由轉(zhuǎn)動(dòng)，若線框中通入圖中所示電流．試判斷此時(shí)線框的轉(zhuǎn)動(dòng)方向．（從上向下看)［解析]據(jù)左手定則，讓磁感線穿入手心，四指指向電流方向．則大拇指所指的方向即通電導(dǎo)線所受安培力方向．由此可判斷此時(shí)：ab邊受安培力方向垂直紙面向里，dc邊受安培力方向垂直紙面向外，而ad邊和bc邊此時(shí)不受安培力作用，因此線框ab邊向里轉(zhuǎn)，cd邊向外轉(zhuǎn),即從上向下看線框順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)．［答案]從上向下看線框順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)[能力提升練］9．(6分)電磁炮是利用電磁發(fā)射技術(shù)制成的一種先進(jìn)的動(dòng)能殺傷武器．如圖為美國(guó)試驗(yàn)所采用的電磁軌道,該軌道長(zhǎng)7.5m，寬1。5m．若發(fā)射質(zhì)量為50g的炮彈從軌道左端初速度為零開始加速，當(dāng)回路中的電流恒為20A時(shí)，最大速度可達(dá)3km/s。軌道間所加磁場(chǎng)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，不計(jì)空氣及摩擦阻力．下列說法正確的是（）A．磁場(chǎng)方向?yàn)樨Q直向下B．磁場(chǎng)方向?yàn)樗较蛴褻．磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為103TD．電磁炮的加速度大小為3×105m/s2C[由左手定則知磁場(chǎng)方向應(yīng)豎直向上，A、B錯(cuò)誤;由v2＝2ax得a＝eq\f(v2,2x)＝6×105m/s2，D錯(cuò)誤；又BIL＝ma，所以B＝eq\f（ma,IL）＝1.0×103T，C正確．]10．(6分)如圖所示，兩金屬導(dǎo)軌平行放置，處于同一水平面內(nèi)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面向下，導(dǎo)軌間接有電源．現(xiàn)垂直于導(dǎo)軌固定一電阻為r的金屬棒MN，金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好，接通電源后（）A．金屬棒受到向左的安培力作用B．金屬棒受到向右的安培力作用C．若換用更粗的同種材料的金屬棒，安培力將減小D．若換用更粗的同種材料的金屬棒，安培力大小不變A［根據(jù)左手定則可知選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;若換更粗的同種金屬材料，則電阻減小電流增大，由F＝BIL可知安培力增大，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤．］11．（6分）如圖所示，一根質(zhì)量為m的金屬棒AC，用軟線懸掛在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，通入A→C方向的電流時(shí)，懸線張力不為零，欲使懸線張力為零,可以采用的辦法是（）A。不改變電流和磁場(chǎng)方向，適當(dāng)減小電流B。不改變磁場(chǎng)和電流方向，適當(dāng)增大磁感強(qiáng)度C。只改變電流方向，并適當(dāng)增加電流D.只改變電流方向，并適當(dāng)減小電流B［不改變電流和磁場(chǎng)方向，應(yīng)適當(dāng)增大電流，可增大安培力，能使懸線張力為零,故A錯(cuò)誤；不改變磁場(chǎng)和電流方向,金屬棒所受的安培力方向仍向上，適當(dāng)增大磁感應(yīng)強(qiáng)度，可增大安培力，能使懸線張力為零，故B正確；只改變電流方向，金屬棒所受安培力方向向下，懸線張力一定不為零,故C、D錯(cuò)誤．］12．(6分)在磁場(chǎng)中的同一位置放置一條直導(dǎo)線，導(dǎo)線的方向與磁場(chǎng)方向垂直．先后在導(dǎo)線中通入不同的電流，導(dǎo)線所受的力也不一樣,圖中幾幅圖象表現(xiàn)的是導(dǎo)線受的力F與通過的電流I的關(guān)系．a(chǎn)、b各代表一組F、I的數(shù)據(jù)．下列圖中正確的是(）C[在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)電流方向與磁場(chǎng)垂直時(shí)所受安培力為：F＝BIL，由于磁感應(yīng)強(qiáng)度B和導(dǎo)線長(zhǎng)度L不變，因此F與I的關(guān)系圖象為過原點(diǎn)的直線，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確．]13．（12分)如圖所示，在同一水平面的兩導(dǎo)軌相互平行,并放在豎直向上的磁場(chǎng)中，一根質(zhì)量為3.6kg、有效長(zhǎng)度為2m的金屬棒放在導(dǎo)軌上，當(dāng)金屬棒中的電流為5A時(shí)，金屬棒做勻速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)金屬棒中的電流增大到8A時(shí)，金屬棒能獲得2m/s2的加速度．則磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為多少？［解析］設(shè)金屬棒所受的摩擦力為Ff,根據(jù)題意得：BI1L－Ff＝0 ①BI2L－Ff＝ma ②由①②式得B＝eq\f(ma，（I2－I1）L)＝eq\f(3。6×2,(8－5）×2）T＝1.2T.[答案]1。2T14．（14分)如圖所示，在傾角為θ的光滑斜面上，垂直紙面水平放置一根長(zhǎng)為L(zhǎng),質(zhì)量為m的通電直導(dǎo)線，電流I方向垂直紙面向里,欲使導(dǎo)線靜止于斜面上，則