2018版高中物理 第3章 打開電磁學的大門 學業(yè)分層測評8 磁場中的通電導(dǎo)線 魯科版選修1 -1.doc
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學業(yè)分層測評(八) 磁場中的通電導(dǎo)線 (建議用時:45分鐘) [學業(yè)達標] 1.關(guān)于通電直導(dǎo)線所受安培力F,磁感應(yīng)強度B和電流I三者方向之間的關(guān)系,下列說法正確的是( ) A.F、B、I三者必定均保持垂直 B.F必定垂直于B、I,但B不一定垂直于I C.B必定垂直于F、I,但F不一定垂直于I D.I必定垂直于F、B,但F不一定垂直于B 【解析】 由左手定則知F垂直于B、I形成的平面,即F既垂直于B,又垂直于I. 【答案】 B 2.在如圖中,標出了磁場B的方向、通電直導(dǎo)線中電流I的方向,以及通電直導(dǎo)線所受磁場力F的方向,其中正確的是( ) 【導(dǎo)學號:18152060】 【解析】 由左手定則判斷可知C正確. 【答案】 C 3.關(guān)于磁感應(yīng)強度,下列說法中正確的是( ) A.由B=可知,B與F成正比,與Il成反比 B.由B=可知,一小段通電導(dǎo)線在某處不受磁場力,則說明該處一定無磁場 C.通電導(dǎo)線在磁場中受力越大,說明磁場越強 D.磁感應(yīng)強度的方向就是小磁針北極受力的方向 【解析】 磁場中某點的磁感應(yīng)強度B是客現(xiàn)存在的,與是否放通電導(dǎo)線,通電導(dǎo)線受力的大小無關(guān),所以選項A、C均錯.當電流方向與磁場方向平行時,磁場對電流無作用力,但磁場卻存在,所以選項B錯.磁感應(yīng)強度的方向就是小磁針靜止時N極的指向,而不是通電導(dǎo)線的受力方向. 【答案】 D 4.各地地磁場磁感應(yīng)強度(水平分量)Bx有所不同,可以在相關(guān)手冊上查到.下表給出我國幾個城市的Bx值. 地名 北京 廣州 上海 武漢 Bx/10-4 T 0.289 0.375 0.333 0.343 現(xiàn)將同一根通電直導(dǎo)線分別在以上四地豎直放置,則使導(dǎo)線受磁場力最大的是( ) A.北京 B.廣州 C.上海 D.武漢 【解析】 由安培力公式F=BIL可知,同一根通電直導(dǎo)線豎直放置時,地磁場磁感應(yīng)強度水平分量Bx越大,導(dǎo)線所受安培力越大,故導(dǎo)線在廣州所受磁場力最大,B正確. 【答案】 B 5.如圖316所示,條形磁鐵放在水平桌面上,在其正中央的上方固定一根長直導(dǎo)線,導(dǎo)線與磁鐵垂直,給導(dǎo)線通以垂直紙面向里的電流,用FN表示磁鐵對桌面的壓力,用f表示桌面對磁鐵的摩擦力,導(dǎo)線中通電后與通電前相比較 ( ) 【導(dǎo)學號:18152061】 圖316 A.FN減小,f=0 B.FN減小,f≠0 C.FN增大,f=0 D.FN增大,f≠0 【解析】 如圖所示,畫出一條通過電流I處的磁感線,電流I處的磁場方向水平向左.由左手定則知電流I受安培力方向豎直向上,根據(jù)牛頓第三定律知,電流對磁鐵的作用力方向豎直向下,所以磁鐵對桌面壓力增大.由于磁鐵沒有相對于桌面的運動趨勢,故桌面對磁鐵無摩擦力作用. 【答案】 C 6.(多選)關(guān)于磁電式電流計,下列說法正確的是( ) A.電流計的工作原理是安培力對通電線框的轉(zhuǎn)動作用 B.電流計的工作原理是安培力對通電線框的加速作用 C.電流計指針偏轉(zhuǎn)的角度與所通電流的大小成正比 D.電流計指針偏轉(zhuǎn)的角度與所通電流的大小成反比 【解析】 電流計的工作原理是通電線圈在磁場中受到安培力的作用,并產(chǎn)生轉(zhuǎn)動.電流越大,線框受到的安培力越大,指針偏轉(zhuǎn)角度越大,故A、C正確,B、D不正確. 【答案】 AC 7.(多選)通電矩形導(dǎo)線框abcd與無限長通電直導(dǎo)線MN在同一平面內(nèi),ab與MN平行,電流方向如圖317所示.關(guān)于MN的磁場對線框的作用,下列敘述正確的是( ) 【導(dǎo)學號:18152062】 圖317 A.線框有兩條邊所受的安培力方向相同 B.線框有兩條邊所受的安培力大小相同 C.線框所受安培力的合力朝左 D.cd邊不受安培力的作用 【解析】 先判定導(dǎo)線框所在處的磁場方向垂直紙面向里如圖所示,且離導(dǎo)線MN越近,磁場越強;越遠,磁場越弱,由此可判定bc邊和ad邊所受安培力大小相等,方向相反,ab邊所受安培力比cd邊大,即Fab>Fcd,方向相反,由此可判定線框所受安培力的合力向左.故B、C選項正確. 【答案】 BC 8.有一小段通電導(dǎo)線,長為1 cm,電流為5 A,把它置于磁場中某點,受到的磁場力為0.1 N,則該點的磁感應(yīng)強度B一定是( ) A.B=2 T B.B≤2 T C.B≥2 T D.以上情況都有可能 【解析】 如果通電導(dǎo)線是垂直磁場方向放置的,此時所受磁場力最大,F(xiàn)=0.1 N,則該點磁感應(yīng)強度為B== T=2 T 如果通電導(dǎo)線不是垂直磁場方向放置的,則受到的磁場力小于垂直放置時受的力,垂直放置時受力將大于0.1 N,由定義式可知,B將大于2 T.應(yīng)選C. 【答案】 C [能力提升] 9.在等邊三角形的三個頂點a、b、c處,各有一條長直導(dǎo)線垂直穿過紙面,導(dǎo)線中通有大小相等的恒定電流,方向如圖318所示.過c點的導(dǎo)線所受安培力的方向( ) 圖318 A.與ab邊平行,豎直向上 B.與ab邊平行,豎直向下 C.與ab邊垂直,指向左邊 D.與ab邊垂直,指向右邊 【解析】 根據(jù)同向電流相互吸引知,c處電流受a、b電流的安培力分別沿ca和cb方向,這兩個力大小相等,故c處導(dǎo)線受這兩個安培力的合力向左與ab垂直. 【答案】 C 10.如圖319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)強度的大小和方向可以是( ) 【導(dǎo)學號:18152063】 圖319 A.B=,方向垂直斜面向下 B.B=,方向垂直斜面向上 C.B=,方向水平向左 D.B=,方向水平向右 【解析】 如磁場方向垂直斜面向下,則安培力方向沿斜面向上,受力分析如圖.當安培力等于重力沿斜面向下的分力時,導(dǎo)線平衡mgsin θ=BIL,B=;當磁場垂直斜面向上時,安培力沿斜面向下,導(dǎo)線不可能靜止;如磁場水平向左,則安培力豎直向上,當F=mg=BIL時,即B=時,導(dǎo)線靜止;如磁場水平向右,則安培力豎直向下,不可能靜止.所以,只有C正確. 【答案】 C 11.節(jié)日里,大街小巷,彩燈閃爍,很是好看.某校學生王亮學習了安培力后,與興趣小組成員制作了彩燈閃爍裝置.把一根柔軟的螺旋彈簧豎直懸掛起來,使它的下端剛好跟杯里的水銀面接觸,并使它與小彩燈泡、電池、開關(guān)、導(dǎo)線組成如圖3110所示電路.閉合開關(guān)后,彩燈不停地閃爍起來.請你分析一下彩燈的閃爍原理. 圖3110 【解析】 閉合開關(guān)后,彈簧通電彩燈亮,彈簧可看作多個同向電流圓線圈,每個圓線圈受其他線圈的安培力,相互吸引而縱向收縮、變短,下端離開水銀面而斷電,彩燈不亮.安培力消失,在重力作用下,彈簧下端又接觸水銀面通電,彩燈再亮,彈簧再收縮,如此反復(fù)下去,彩燈就能不停地閃爍起來. 【答案】 見解析 12.一根長度0.1 m的均勻金屬桿,兩端焊接等長的細軟導(dǎo)線,懸掛在同一水平的兩點上,abcd所在的區(qū)域內(nèi)有一豎直向上的勻強磁場,當ab中通以如圖3111所示電流時,金屬桿ab偏離原來的位置到兩根懸線和豎直方向的夾角為30時保持平衡,如果金屬桿ab的質(zhì)量為0.086 6 kg,其中通過電流的大小為10 A,求勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小(g取10 m/s2). 【導(dǎo)學號:18152064】 圖3111 【解析】 畫出導(dǎo)體棒ab的受力圖如圖所示(側(cè)視圖,從a向b看),ab處于靜止狀態(tài),所以三力合力為零,有F安=mgtan 30=BIL 所以B== T=0.5 T. 【答案】 0.5 T- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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