2019-2020年高二物理 第15单元：达标训练（2、安培力、磁感应强度）(有解析) 大纲人教版.doc

2019-2020年高二物理 第15单元：达标训练（2、安培力、磁感应强度）(有解析) 大纲人教版基础巩固 1.关于磁感应强度B，以下说法正确的是（）A.B是矢量，方向与通电导线受磁场力F的方向一致B.由定义，某点B与F成正比，与IL成反比C.B的方向与磁感线的切线方向相同D.在确定的磁场，同一点，B是一定的，不同点，B可能不同；磁感线密的地方B大，磁感线疏的地方B小答案：D2.两条通电的直导线互相垂直，如图15-2-13所示，但两导线相隔一小段距离，其中导线AB是固定的，另一条导线CD能自由转动.它们通以图示方向的直流电时，CD导线将（）图15-2-13A.逆时针方向转动，同时靠近导线ABB.顺时针方向转动，同时靠近导线ABC.逆时针方向转动，同时离开导线ABD.顺时针方向转动，同时离开导线AB解析：由安培定则可知直线电流产生的磁场是以直线电流为圆心的同心圆，AB中电流所产生的磁场在CD导线所在平面内的磁感线如图甲所示（俯视图）.在图示的M、N两点的磁感应强度对导线CD中的电流的力的作用如图乙所示，由左手定则可知，CD通电导线在M点受到的磁场力垂直于纸面向里，在N点受到磁场力垂直于纸面向外.由于磁场的对称性，M、N两点的磁场力大小相等、方向相反，使得CD通电导线在图甲上做逆时针旋转，即CD电流将会转到与AB同向的位置.在图乙中，CD中的电流所受到磁场力由左手定则可知，CD将向AB靠近. 答案：A3.如图15-2-14所示，两根平行放置的直导线a和b载有大小相同、方向相反的电流，a受到的磁场力大小为F1，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，受到的磁场力大小变为F2.则此时b受到的磁场力大小变为（）图15-2-14A.F 2 B.F1-F2 C.F1+F2 D.2F1-F2解析：题中的F2可看成是a所受两个安培力的合力大小，而b所受的两个安培力与a的两个安培力大小相等、方向相反，所以b所受合力与a所受合力相等.由分析知A正确.答案：A4.如图15-2-15所示，MN是一条水平放置的固定长直导线，通电电流大小为I1，方向如图.P是一个通有电流I2的与MN共面的金属环，圆环P在磁场作用下将（）图15-2-15A.沿纸面向上运动B.沿纸面向下运动C.上半部垂直纸面向外，下半部垂直纸面向里运动D.上半部垂直纸面向里，下半部垂直纸面向外运动解析：P是放在MN通电导体的磁场中的，MN的磁场分成两部分，MN上部分的磁场方向垂直纸面指向纸里，它的下部分磁场方向垂直纸面指向纸外.把P分成两部分，在MN上边的圆弧长度和MN下边的圆弧长度虽然不同，可以看作等效长度相同，但所处位置的磁场强弱不同.这样，根据左手定则，MN下边的圆弧受力方向向下，磁场力大，而MN上边的圆弧受力方向向上，但磁场力小，圆环应向下运动.答案：B5.如图15-2-16所示，在同一水平面内的两导轨相互平行，并处在竖直向上的匀强磁场中，一根质量为3.6 kg的金属棒放在宽为2 m的轨上.当金属棒中的电流为5 A时，金属棒做匀速运动；当金属棒中的电流增加到8 A时，金属棒能获得2 m/S2的加速度，则磁场的磁感应强度为_T. 图15-2-16 图15-2-17解析：mg=BI1l，BI2l-mg=ma，B=1.2 T.答案：1.26.在一匀强磁场中放一通电直导线，方向与磁场成30角，导线为0.2 m，通以10 A电流，测得它受到的磁场力为0.4 N.该磁场的磁感应强度为_答案：0.4 T7.如图15-2-17所示，在倾角为的斜面上，有一质量为m的通电长直导线，电流方向如图.当斜面处于垂直斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小分别为B1和B2时，斜面对长直导线的静摩擦力均达到最大值.已知B1B2=31，则斜面对长直导线的最大静摩擦力的大小为.解析：mgsin=B2IL+f mB1Il=mgsin+fm，联立可得：fm=mgsin.答案：mgsin综合应用8.两根通电的长直导线平行放置，电流分别为I 1和I 2，电流的方向如图15-2-18所示，在与导线垂直的平面上有a、b、c、d四点，其中a、b在导线横截面连线的延长线上，c、d在导线横截面连线的垂直平分线上.则导体中的电流在这四点产生的磁场的磁感应强度可能为零的是（）图15-2-18A.a点 B.b点 C.c点 D.d点解析：首先I1和I2的磁场方向分别为逆时针和顺时针，那么c、d两点的磁场方向不可能相反，当I1I2时，b点的磁场不能为零，但a点的磁场可能为零；当I1I2时，a点的磁场不能为零，但b点的磁场可能为零.答案：AB9.(上海)通电直导线A与圆形通电导线环B固定放置在同一水平面上，通有如图15-2-19所示的电流时，通电直导线A受到水平向_的安培力作用.当A、B中电流大小保持不变，但同时改变方向时，通电直导线A所受到的安培力方向水平向_ 图15-2-19图15-2-20解析：利用安培定则先判断出B产生的磁场（磁感线）情况，再利用左手定则判定直导线A受到的安培力水平向右；当A、B中电流同时改变方向时，通电直导线受到的安培力方向仍向右，分析方法同上.也可以采用靠近部分的电流元“同向相吸，反向排斥”来判断.答案：向右向右10.（经典回放）磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度，其值为，式中B是磁感应强度，是磁导率，在空气中为一已知常数.为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度B，一学生用一根端面面积为A的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P，再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离l，并测出拉力F，如图15-2-20所示.因为F所做的功等于间隙中磁场的能量，所以由此可得磁感强度B与F、A之间的关系为B_解析：拉力做功W=Fl，磁铁片P间隙中的能量为，据题意WE，解以上三式得.答案：11.(上海)如图15-2-21所示，同一平面内有两根互相平行的长直导线1和2，通有大小相等、方向相反的电流，a、b两点与两导线共面，a点在两导线的中间与两导线的距离均为r，b点在导线2右侧，与导线2的距离也为r.现测得a点磁感应强度的大小为B，则去掉导线1后，b点的磁感应强度大小为_，方向_.图15-2-21解析：据通电直导线电场分布特点和矢量运算法则，B1a=B2a=，去掉导线1后，b点的磁感应强度B2b=B2a=，方向垂直纸面向外.答案：（垂直纸面）向外12.北半球某地地磁场磁感应强度的水平分量是510-5T，地磁场方向与地平面夹角为60，有一条东西方向放置的导线与地磁场方向垂直，电流方向自东向西，电流为2 A.求1 m长的导线受到的地磁场的作用力的大小和方向.解析：地球外部磁场的磁感线从地理南极出发到地理北极，由题意，某地地磁场磁感应强度B的方向如右图所示，则B=Bcos60，B=2B=110-4T，由于导线不长，它所在位置范围内可将地磁场视为匀强磁场，则导线受安培力F=BIL=2110-4N=210-4N由左手定则可知导线受安培力方向与水平面成30角斜向地面.