2020高中物理 9 磁場對通電導線的作用（含解析）

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE9-學必求其心得，業(yè)必貴于專精課時分層作業(yè)(九)磁場對通電導線的作用（時間：40分鐘分值:100分）［基礎(chǔ)達標練］1．（6分)（多選)有關(guān)磁感應(yīng)強度的方向,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的方向就是通電導線受安培力的方向D．B的方向就是該處磁場的方向BD[磁場的方向就是磁感應(yīng)強度的方向，規(guī)定為小磁針靜止時N極所指的方向或小磁針N極的受力方向,它與通電導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)強度大小的說法正確的是（)A．通電直導線受磁場力大的地方磁感應(yīng)強度一定大B．通電直導線在磁感應(yīng)強度大的地方受力一定大C．放在勻強磁場中各處的通電直導線，受力大小和方向處處相同D．磁感應(yīng)強度的大小和方向跟放在磁場中的通電直導線受力的大小和方向無關(guān)D[因為磁場中某點的磁感應(yīng)強度的大小和方向由磁場本身決定，與通電直導線的受力及方向都無關(guān)，所以選項A錯誤，選項D正確；因為通電直導線在磁場中受力的大小不僅與磁感應(yīng)強度有關(guān)，而且與通電直導線的取向有關(guān)，故選項B錯誤；雖然勻強磁場中磁感應(yīng)強度處處相等，但當導線在各個位置的方向不同時，磁場力是不相同的(導線與磁場方向垂直時受磁場力最大,與磁場方向平行時受磁場力為零)，而選項C中沒有說明導線在各個位置的取向是否相同，所以選項C錯誤．]3．(6分)（多選）下列各項所示為通電直導線置于勻強磁場中的不同方式，其中導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方向平行，故不受安培力，A、C所示電流方向與磁場方向垂直,受安培力作用,故選項A、C正確．]4．(6分)為了簡化安培的實驗，我們可以用如圖所示的裝置探究影響安培力方向的因素．實驗中如果發(fā)現(xiàn)導體棒被推出磁鐵外,則此時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B正確．］5．（6分）有一通電導線在赤道上方，沿東西方向水平放置,電流方向向東,它受到地磁場的作用力方向為(）A．向東 B．向西C．向上 D．向下C[赤道上方，地磁場方向向北，由左手定則知選項C對．]6．(6分）如圖所示，用兩根相同的細繩水平懸掛一段均勻載流直導線MN，電流I方向從M到N，繩子的拉力均為F.為使F＝0,可能達到要求的方法是（）A．加水平向右的磁場B．加水平向左的磁場C．加垂直紙面向里的磁場D．加垂直紙面向外的磁場C［由于繩子的拉力為零,所以直導線所受的安培力向上，由左手定則可知,磁場方向垂直紙面向里，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力作用,則該處電場強度為零B．若一小段通電導線在某處不受到磁場力作用，則該處磁感應(yīng)強度一定為零C．電場中某點的電場強度,在數(shù)值上等于一個電荷在該點受到的電場力與一個電荷電量的比值D．磁場中某點的磁感應(yīng)強度，在數(shù)值上等于一小段通電導線放在該點時受到的磁場力與該小段導線的長度和電流的乘積的比值A(chǔ)C[磁場不同于電場,如通電導線與磁場平行，則安培力為零，選項B錯誤,選項A正確;由電場強度的定義可知選項C正確；導線與磁場垂直時才有B＝eq\f(F，IL)，故選項D錯誤．］8．（8分)如圖所示,在水平向右的勻強磁場中，放有矩形線框abcd，線框可繞其中心軸線自由轉(zhuǎn)動，若線框中通入圖中所示電流．試判斷此時線框的轉(zhuǎn)動方向．（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線所受安培力方向．由此可判斷此時：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針轉(zhuǎn)動．［答案]從上向下看線框順時針轉(zhuǎn)動[能力提升練］9．(6分)電磁炮是利用電磁發(fā)射技術(shù)制成的一種先進的動能殺傷武器．如圖為美國試驗所采用的電磁軌道,該軌道長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，當回路中的電流恒為20A時，最大速度可達3km/s。軌道間所加磁場為勻強磁場，不計空氣及摩擦阻力．下列說法正確的是（）A．磁場方向為豎直向下B．磁場方向為水平向右C．磁感應(yīng)強度的大小為103TD．電磁炮的加速度大小為3×105m/s2C[由左手定則知磁場方向應(yīng)豎直向上，A、B錯誤;由v2＝2ax得a＝eq\f(v2,2x)＝6×105m/s2，D錯誤；又BIL＝ma，所以B＝eq\f（ma,IL）＝1.0×103T，C正確．]10．(6分)如圖所示，兩金屬導軌平行放置，處于同一水平面內(nèi)，勻強磁場垂直于導軌平面向下，導軌間接有電源．現(xiàn)垂直于導軌固定一電阻為r的金屬棒MN，金屬棒與導軌接觸良好，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A正確,選項B錯誤;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C、D錯誤．］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)強度為B的勻強磁場中，通入A→C方向的電流時，懸線張力不為零，欲使懸線張力為零,可以采用的辦法是（）A。不改變電流和磁場方向，適當減小電流B。不改變磁場和電流方向，適當增大磁感強度C。只改變電流方向，并適當增加電流D.只改變電流方向，并適當減小電流B［不改變電流和磁場方向，應(yīng)適當增大電流，可增大安培力，能使懸線張力為零,故A錯誤；不改變磁場和電流方向,金屬棒所受的安培力方向仍向上，適當增大磁感應(yīng)強度，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錯誤．］12．(6分)在磁場中的同一位置放置一條直導線，導線的方向與磁場方向垂直．先后在導線中通入不同的電流，導線所受的力也不一樣,圖中幾幅圖象表現(xiàn)的是導線受的力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[在勻強磁場中，當電流方向與磁場垂直時所受安培力為：F＝BIL，由于磁感應(yīng)強度B和導線長度L不變，因此F與I的關(guān)系圖象為過原點的直線，故A、B、D錯誤，C正確．]13．（12分)如圖所示，在同一水平面的兩導軌相互平行,并放在豎直向上的磁場中，一根質(zhì)量為3.6kg、有效長度為2m的金屬棒放在導軌上，當金屬棒中的電流為5A時，金屬棒做勻速運動；當金屬棒中的電流增大到8A時，金屬棒能獲得2m/s2的加速度．則磁場的磁感應(yīng)強度為多少？［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為L,質(zhì)量為m的通電直導線，電流I方向垂直紙面向里,欲使導線靜止于斜面上，則