高中物理人教版1第二章磁場 學(xué)業(yè)分層測評(píng)9

學(xué)業(yè)分層測評(píng)(建議用時(shí)：45分鐘)[學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)]1．(多選)圖2-3-4所示為通電直導(dǎo)線置于勻強(qiáng)磁場中的不同方式，其中導(dǎo)線能受到安培力作用的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：33810100】圖2-3-4【解析】由于BD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(xiàng)A、C正確．【答案】AC圖2-3-52．為了簡化安培的實(shí)驗(yàn)，我們可以用如圖2-3-5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【解析】根據(jù)左手定則判斷可知選項(xiàng)B正確．【答案】B3．(多選)有關(guān)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，下列說法正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：33810101】A．B的方向就是小磁針N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)線的受力方向D．B的方向就是該處磁場的方向【解析】磁場的方向就是磁感應(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)線所受力的方向是不一致的．【答案】BD4．在如圖2-3-6所示的勻強(qiáng)磁場中，已經(jīng)標(biāo)出了電流I和磁場B以及磁場對(duì)電流作用力F三者的方向，其中錯(cuò)誤的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：33810102】圖2-3-6【解析】根據(jù)左手定則可知選項(xiàng)A、B、D對(duì)；C選項(xiàng)中的電流與磁場方向平行，所以不受磁場力，所以C選項(xiàng)錯(cuò)．【答案】C5．(多選)下列說法正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：33810103】A．若某電荷在某處不受到電場力作用，則該處電場強(qiáng)度為零B．若一小段通電導(dǎo)線在某處不受到磁場力作用，則該處磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零C．電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度，在數(shù)值上等于一個(gè)電荷在該點(diǎn)受到的電場力與電荷電量的比值D．磁場中某點(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)受到的磁場力與該小段導(dǎo)線的長度和電流的乘積的比值【解析】磁場不同于電場如通電導(dǎo)線與磁場平行，則安培力為零，選項(xiàng)B錯(cuò)，選項(xiàng)A正確；由電場強(qiáng)度的定義可知選項(xiàng)C正確；由在導(dǎo)線與磁場垂直時(shí)才有B＝eq\f(F,IL)，故選項(xiàng)D錯(cuò)．【答案】AC6．下列關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的說法正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：33810104】A．通電直導(dǎo)線受磁場力大的地方磁感應(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中的通電直導(dǎo)線受力的大小和方向無關(guān)【解析】因?yàn)榇艌鲋心滁c(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向由磁場本身決定，與通電直導(dǎo)線的受力及方向都無關(guān)，所以選項(xiàng)A錯(cuò)，選項(xiàng)D正確；因?yàn)橥娭睂?dǎo)線在磁場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)；對(duì)選項(xiàng)C雖然勻強(qiáng)磁場中磁感應(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)，磁場力是不相同的(導(dǎo)線與磁場方向垂直時(shí)受磁場力最大，與磁場方向平行時(shí)受磁場力為零)，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)．【答案】D7．一段通電直導(dǎo)線平行于磁場方向放入勻強(qiáng)磁場中，如圖2-3-7所示，導(dǎo)線上電流方向由左指向右．當(dāng)導(dǎo)線以其中點(diǎn)O為軸轉(zhuǎn)過90°的過程中，導(dǎo)線受到的安培力()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：33810105】圖2-3-7A．大小不變，方向不變B．由零增至最大，方向時(shí)刻變C．由最大減小至零，方向不變D．由零增至最大，方向不變【解析】導(dǎo)線轉(zhuǎn)動(dòng)前，電流方向與磁感線方向相同，導(dǎo)線不受安培力；當(dāng)導(dǎo)線轉(zhuǎn)過一個(gè)小角度，電流與磁感線不再平行，于是導(dǎo)線受到安培力；當(dāng)導(dǎo)線轉(zhuǎn)過90°時(shí)，電流與磁感線垂直，此時(shí)導(dǎo)線受的安培力最大．用左手定則可以判斷安培力的方向垂直于電流方向和磁場方向確定的平面，故始終不變．所以選項(xiàng)D正確．【答案】D8．如圖2-3-8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()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：33810106】圖2-3-8A．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【解析】根據(jù)左手定則可知選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)；若換更粗的同種金屬材料電阻減小電流增大，由F＝BIL可知安培力增大，選項(xiàng)C、D錯(cuò)．【答案】A[能力提升]9．傾角為α的導(dǎo)電軌道間接有電源，軌道上靜止放有一根金屬桿ab.現(xiàn)垂直軌道平面向上加一勻強(qiáng)磁場，如圖2-3-9所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度B逐漸增加的過程中，ab桿始終保持靜止，則ab桿受到的摩擦力()圖2-3-9A．逐漸增大 B．逐漸減小C．先增大后減小 D．先減小后增大【解析】金屬桿靜止在軌道上，所受合力為零，沿斜面向上的靜摩擦力等于重力向下的分力．當(dāng)垂直軌道平面向上加一勻強(qiáng)磁場后，由左手定則可知，金屬桿將受到沿斜面向上的安培力．在磁感應(yīng)強(qiáng)度B逐漸增加的過程中，安培力逐漸增大，ab桿受到的靜摩擦力先沿斜面向上逐漸減小，當(dāng)安培力大于重力向下的分力后，再沿斜面向下逐漸增大．【答案】D10．如圖2-3-10所示，在勻強(qiáng)磁場中放有下列各種形狀的通電導(dǎo)線，電流為I，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，求各導(dǎo)線所受到的安培力F的大?。緦?dǎo)學(xué)號(hào)：33810107】圖2-3-10【解析】A圖中，B⊥I，不論導(dǎo)線再怎么放，也在紙平面內(nèi)，故F＝圖是兩根導(dǎo)線組成的折線abc，整體受力實(shí)質(zhì)上是兩部分直導(dǎo)線分別受力的矢量和，其有效長度為ac.故F＝eq\r(2)BIL.同理，C圖中，從a→b的半圓形電流，分析圓弧上對(duì)稱的每一小段電流，受力抵消合并后，其有效長度為ab，F(xiàn)＝2BIR.由對(duì)安培力的理解知D圖中F＝0.【答案】A．BIL\r(2)BILC．2BIRD．011．如圖2-3-11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(dǎo)線，電流I方向垂直紙面向里，欲使導(dǎo)線靜止于斜面上，則外加磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值是多少？方向向哪？【導(dǎo)學(xué)號(hào)：33810108】圖2-3-11【解析】當(dāng)磁場方向垂直斜面向下，則安培力方向沿斜面向上，此時(shí)對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度最?。芰Ψ治鋈鐖D所示．當(dāng)安培力等于重力沿斜面向下的分力時(shí)，導(dǎo)線平衡mgsinθ＝BIL，B＝eq\f(mgsinθ,IL).【答案】B＝eq\f(mgsinθ,IL)，方向垂直斜面向下12．如圖2-3-12所示，一段長為1m、質(zhì)量為2kg的通電導(dǎo)體棒懸掛于天花板上．現(xiàn)加一垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，當(dāng)通入I＝2A的電流時(shí)懸線的張力恰好為零．(g取10m/s2)求：【導(dǎo)學(xué)號(hào)：33810109】圖2-3-12(1)所加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；(2)如果電流方向不變，通入的電流大小變?yōu)?A時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為多少？此時(shí)懸線拉力又為多少？【解析】(1)導(dǎo)體棒受力分析如圖所示：由平衡條件得：F安＝mg又因F安＝BIL所以B＝e