高中物理滬科版1第五章磁場與回旋加速器 學業(yè)分層測評20

學業(yè)分層測評(二十)探究安培力(建議用時：45分鐘)[學業(yè)達標]1．如圖所示各圖中，表示磁場方向、電流方向及導線受力方向的圖示正確的是()【解析】由左手定則知，A正確，B，C錯誤．在D圖中，B與I平行，導線所受安培力為零．【答案】A2．在赤道上空，有一條沿東西方向水平架設的導線，當導線中的自由電子自西向東沿導線做定向移動時，導線受到地磁場的作用力的方向為()A．向北 B．向南C．向上 D．向下【解析】導線中的自由電子自西向東沿導線定向移動時，形成的電流自東向西．赤道上空地磁場方向由南水平指向北，由左手定則可判斷導線受到的安培力方向向下．答案為D.【答案】D3．(多選)一根長為0.2m電流為2A的通電導線，放在磁感應強度為T的勻強磁場中，受到安培力的大小可能是()【導學號：37930065】A．N B．NC．N D．0【解析】當磁感應強度B與通電電流I方向垂直時，安培力有最大值為F＝BIL＝×2×N＝N；當兩方向平行時，安培力有最小值為0.隨著二者方向夾角的不同，磁場力大小可能在0與N之間取值．【答案】BCD4.(2023·溫州高二檢測)如圖5-4-11所示，四邊形的通電閉合線框abcd處在垂直線框平面的勻強磁場中，它受到磁場力的合力()圖5-4-11A．豎直向上B．方向垂直于ad斜向上C．方向垂直于bc斜向下D．為零【解析】由于線框是閉合的，故四條邊安培力的合力為零，D正確．【答案】D5．(2023·海南農(nóng)墾中學檢測)如圖5-4-12所示，向一根松弛的導體線圈中通以電流，線圈將會()圖5-4-12A．縱向收縮，徑向膨脹B．縱向伸長，徑向膨脹C．縱向伸長，徑向收縮D．縱向收縮，徑向收縮【解析】縱向電流方向相同，故相互吸引，所以收縮．徑向(垂直紙面)電流相反，所以相互排斥，故膨脹，故A正確．【答案】A6．(2023·肇慶高二月考)如圖5-4-13所示，水平面內(nèi)一段通電直導線平行于勻強磁場放置，當導線以左端點為軸在水平平面內(nèi)轉過90°時(如圖中虛線所示)，導線所受的安培力()圖5-4-13A．大小不變B．大小由零逐漸增大到最大C．大小由零先增大后減小D．大小由最大逐漸減小到零【解析】B和I平行時，導線所受安培力為零，當B和I的夾角θ增大時，F(xiàn)安＝BILsinθ，F(xiàn)安增大，當B和I垂直時，F(xiàn)安最大，選項B正確，A、C、D錯誤．【答案】B7．(2023·三明一中高二檢測)如圖5-4-14所示為一種自動跳閘的閘刀開關，O是轉動軸，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、B＝1T的勻強磁場中，CO間距離為10cm，當磁場力為N時，閘刀開關會自動跳開．則要使閘刀開關能跳開，CO中通過的電流的大小和方向為()圖5-4-14A．電流方向C→O B．電流方向O→CC．電流大小為1A D．電流大小為0.5A【解析】由左手定則，電流的方向O→C，由B＝eq\f(F,IL)得I＝eq\f(F,BL)＝2A.【答案】B8．(多選)如圖5-4-15所示，通電細桿ab質量為m，置于傾角為θ的導軌上，導軌和桿間不光滑，有電流時，桿靜止在導軌上，下圖是四個俯視圖，標出了四種勻強磁場的方向，其中摩擦力可能為零的是()圖5-4-15【解析】因為桿靜止在導軌上，所受合力為零，如果桿和導軌無擠壓或者相對于導軌無滑動的趨勢，則摩擦力為零，由左手定則可知A中F水平向右，B中F豎直向上，C中F豎直向下，D中F水平向左，A、B滿足題意．【答案】AB[能力提升]9.傾角為α的導電軌道間接有電源，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磁場，如圖5-4-16所示，磁感應強度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5-4-16A．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的下滑分力．當在垂直軌道平面向上加一勻強磁場后，由左手定則可知，金屬桿將受到沿斜面向上的安培力．在磁感應強度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，當安培力大于重力的下滑分力后，再沿斜面向下逐漸增大．【答案】D10.(多選)圖5-4-17中裝置可演示磁場對通電導線的作用．電磁鐵上下兩磁極之間某一水平面內(nèi)固定兩條平行金屬軌道，L是置于導軌上并與導軌垂直的金屬桿．當電磁鐵線圈兩端a、b，導軌兩端e、f，分別接到兩個不同的直流電源上時，L便在導軌上滑動．下列說法正確的是()圖5-4-17A．若a接正極，b接負極，e接正極，f接負極，則L向右滑動B．若a接正極，b接負極，e接負極，f接正極，則L向右滑動C．若a接負極，b接正極，e接正極，f接負極，則L向左滑動D．若a接負極，b接正極，e接負極，f接正極，則L向左滑動【解析】若a接正極，b接負極，電磁鐵磁極間磁場方向向上，e接正極，f接負極，由左手定則判定金屬桿受安培力向左，則L向左滑動，A項錯誤．同理判斷B、D選項正確，C項錯誤．【答案】BD11．質量為m的導體棒MN靜止于寬度為L的水平軌道上，通過MN的電流為I，勻強磁場的磁感應強度為B，方向與導軌平面成θ角斜向下，如圖5-4-18所示，求棒MN所受的支持力和摩擦力．圖5-4-18【解析】導體棒靜止時受力如圖．由平衡條件知N＝mg＋Fcosθ，f＝Fsinθ.安培力F＝ILB，所以支持力N＝ILBcosθ＋mg；摩擦力f＝ILBsinθ.【答案】ILBcosθ＋mgILBsinθ12.如圖5-4-19所示，兩平行光滑金屬導軌與水平面間的夾角θ＝45°，相距為20cm；金屬棒MN的質量為1×10－2kg，電阻R＝8Ω；勻強磁場方向豎直向下，磁感應強度B＝T，電源電動勢E＝10V，內(nèi)阻r＝1Ω.當電鍵S閉合時，MN處于平衡狀態(tài)，求變阻器R1【導學號：37930066】圖5