2018版高中物理 第3章 打开电磁学的大门 学业分层测评8 磁场中的通电导线 鲁科版选修1 -1.doc

学业分层测评(八) 磁场中的通电导线 (建议用时：45分钟) 学业达标1关于通电直导线所受安培力F，磁感应强度B和电流I三者方向之间的关系，下列说法正确的是()AF、B、I三者必定均保持垂直BF必定垂直于B、I，但B不一定垂直于ICB必定垂直于F、I，但F不一定垂直于IDI必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B【解析】由左手定则知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】B2在如图中，标出了磁场B的方向、通电直导线中电流I的方向，以及通电直导线所受磁场力F的方向，其中正确的是() 【导学号：18152060】【解析】由左手定则判断可知C正确【答案】C3关于磁感应强度，下列说法中正确的是()A由B可知，B与F成正比，与Il成反比B由B可知，一小段通电导线在某处不受磁场力，则说明该处一定无磁场C通电导线在磁场中受力越大，说明磁场越强D磁感应强度的方向就是小磁针北极受力的方向【解析】磁场中某点的磁感应强度B是客现存在的，与是否放通电导线，通电导线受力的大小无关，所以选项A、C均错当电流方向与磁场方向平行时，磁场对电流无作用力，但磁场却存在，所以选项B错磁感应强度的方向就是小磁针静止时N极的指向，而不是通电导线的受力方向【答案】D4各地地磁场磁感应强度(水平分量)Bx有所不同，可以在相关手册上查到下表给出我国几个城市的Bx值.地名北京广州上海武汉Bx/104 T0.2890.3750.3330.343现将同一根通电直导线分别在以上四地竖直放置，则使导线受磁场力最大的是()A北京B广州C上海D武汉【解析】由安培力公式FBIL可知，同一根通电直导线竖直放置时，地磁场磁感应强度水平分量Bx越大，导线所受安培力越大，故导线在广州所受磁场力最大，B正确【答案】B5如图316所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向里的电流，用FN表示磁铁对桌面的压力，用f表示桌面对磁铁的摩擦力，导线中通电后与通电前相比较() 【导学号：18152061】图316AFN减小，f0BFN减小，f0CFN增大，f0DFN增大，f0【解析】如图所示，画出一条通过电流I处的磁感线，电流I处的磁场方向水平向左由左手定则知电流I受安培力方向竖直向上，根据牛顿第三定律知，电流对磁铁的作用力方向竖直向下，所以磁铁对桌面压力增大由于磁铁没有相对于桌面的运动趋势，故桌面对磁铁无摩擦力作用【答案】C6(多选)关于磁电式电流计，下列说法正确的是()A电流计的工作原理是安培力对通电线框的转动作用B电流计的工作原理是安培力对通电线框的加速作用C电流计指针偏转的角度与所通电流的大小成正比D电流计指针偏转的角度与所通电流的大小成反比【解析】电流计的工作原理是通电线圈在磁场中受到安培力的作用，并产生转动电流越大，线框受到的安培力越大，指针偏转角度越大，故A、C正确，B、D不正确【答案】AC7(多选)通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，ab与MN平行，电流方向如图317所示关于MN的磁场对线框的作用，下列叙述正确的是() 【导学号：18152062】图317A线框有两条边所受的安培力方向相同B线框有两条边所受的安培力大小相同C线框所受安培力的合力朝左Dcd边不受安培力的作用【解析】先判定导线框所在处的磁场方向垂直纸面向里如图所示，且离导线MN越近，磁场越强；越远，磁场越弱，由此可判定bc边和ad边所受安培力大小相等，方向相反，ab边所受安培力比cd边大，即FabFcd，方向相反，由此可判定线框所受安培力的合力向左故B、C选项正确【答案】BC8有一小段通电导线，长为1 cm，电流为5 A，把它置于磁场中某点，受到的磁场力为0.1 N，则该点的磁感应强度B一定是()AB2 TBB2 TCB2 TD以上情况都有可能【解析】如果通电导线是垂直磁场方向放置的，此时所受磁场力最大，F0.1 N，则该点磁感应强度为B T2 T如果通电导线不是垂直磁场方向放置的，则受到的磁场力小于垂直放置时受的力，垂直放置时受力将大于0.1 N，由定义式可知，B将大于2 T应选C.【答案】C能力提升9在等边三角形的三个顶点a、b、c处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图318所示过c点的导线所受安培力的方向()图318A与ab边平行，竖直向上B与ab边平行，竖直向下C与ab边垂直，指向左边D与ab边垂直，指向右边【解析】根据同向电流相互吸引知，c处电流受a、b电流的安培力分别沿ca和cb方向，这两个力大小相等，故c处导线受这两个安培力的合力向左与ab垂直【答案】C10如图319所示，在倾角为的光滑斜面上，垂直纸面水平放置一根长为L，质量为m的通电直导线，电流I方向垂直纸面向里，欲使导线静止于斜面上，则外加磁场的磁感应强度的大小和方向可以是() 【导学号：18152063】图319AB，方向垂直斜面向下BB，方向垂直斜面向上CB，方向水平向左DB，方向水平向右【解析】如磁场方向垂直斜面向下，则安培力方向沿斜面向上，受力分析如图当安培力等于重力沿斜面向下的分力时，导线平衡mgsin BIL，B；当磁场垂直斜面向上时，安培力沿斜面向下，导线不可能静止；如磁场水平向左，则安培力竖直向上，当FmgBIL时，即B时，导线静止；如磁场水平向右，则安培力竖直向下，不可能静止所以，只有C正确【答案】C11节日里，大街小巷，彩灯闪烁，很是好看某校学生王亮学习了安培力后，与兴趣小组成员制作了彩灯闪烁装置把一根柔软的螺旋弹簧竖直悬挂起来，使它的下端刚好跟杯里的水银面接触，并使它与小彩灯泡、电池、开关、导线组成如图3110所示电路闭合开关后，彩灯不停地闪烁起来请你分析一下彩灯的闪烁原理图3110【解析】闭合开关后，弹簧通电彩灯亮，弹簧可看作多个同向电流圆线圈，每个圆线圈受其他线圈的安培力，相互吸引而纵向收缩、变短，下端离开水银面而断电，彩灯不亮安培力消失，在重力作用下，弹簧下端又接触水银面通电，彩灯再亮，弹簧再收缩，如此反复下去，彩灯就能不停地闪烁起来【答案】见解析12一根长度0.1 m的均匀金属杆，两端焊接等长的细软导线，悬挂在同一水平的两点上，abcd所在的区域内有一竖直向上的匀强磁场，当ab中通以如图3111所示电流时，金属杆ab偏离原来的位置到两根悬线和竖直方向的夹角为30时保持平衡，如果金属杆ab的质量为0.086 6 kg，其中通过电流的大小为10 A，求匀强磁场的磁感应强度大小(g取10 m/s2). 【导学号：18152064】图3111【解析】画出导体棒ab的受力图如图所示(侧视图，从a向b看)，ab处于静止状态，所以三力合力为零，有F安mgtan 30BIL所以B T0.5 T.【答案】0.5 T