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磁场对通电导线的作用课后训练案巩固提升A组(20分钟)1.关于磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间的关系,正确的说法是()A.磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间总是互相垂直的B.磁场方向一定与安培力方向垂直,但电流方向不一定与安培力方向垂直C.磁场方向不一定与安培力方向垂直,但电流方向一定与安培力方向垂直D.磁场方向不一定与电流方向垂直,但安培力方向一定既与磁场方向垂直,又与电流方向垂直解析:电流放入磁场中,不管电流与磁场是否垂直,安培力均垂直于磁场和电流所确定的平面,即安培力总是垂直磁场方向,安培力总是垂直电流方向。D正确。答案:D2.磁感应强度的单位是特斯拉(T),与它等价的是()A.NAmB.NAmC.NAm2D.NAm2解析:当导线与磁场方向垂直时,由公式B=FIL知,磁感应强度B的单位由F、I、L的单位决定。在国际单位制中,磁感应强度的单位是特斯拉,符号为T,1T=1NAm,正确选项为A。答案:A3.由磁感应强度的定义式B=FIL可知,磁场某处的磁感应强度的大小()A.随通电导线中的电流I的减小而增大B.随通电导线长度L的减小而增大C.随通电导线受力F的增大而增大D.跟F、I、L的变化无关解析:磁感应强度是一个用比值定义的物理量。其大小与公式中的F、I、L三个物理量没关系,选项D正确。答案:D4.如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=0.2 T,通电直导线与磁场方向垂直,导线长度L=0.2 m,导线中电流I=1 A。该导线所受安培力F的大小为()A.0.01 NB.0.02 NC.0.03 ND.0.04 N解析:根据安培力的表达式F=BIL得F=0.2T1A0.2m=0.04N。答案:D5.将一小段通电导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中,图中能正确反映各量间关系的是()解析:当电流垂直磁场放入时,F安=BIL,由于磁场确定,磁感应强度一定,所以F与IL成正比,选项C正确。答案:C6.导学号66824033如图所示的四幅图中,能说明电动机工作原理的是()解析:电动机是通电导体在磁场中受安培力作用的具体应用,所以只有C项符合。答案:C7.在匀强磁场中,一通电导线按以下方式放置,这些导线所受的安培力正确的是()解析:由左手定则知:A图中安培力方向垂直导线向上,且受安培力应该是最大的值;B图中的安培力方向应该是垂直导线向右下方;C图中的安培力方向向左,导线受安培力为BIL;D图中由于导线与磁场平行,不受安培力作用。A正确,B、C、D错误。答案:A8.一根长L=0.2 m的直导线,通有I=5 A的电流,放入磁感应强度B=1 T的匀强磁场中。问:(1)当导线方向与磁场方向平行时,导线会不会受到安培力?(2)当导线方向与磁场方向垂直时,导线受到的安培力是不是最大?(3)导线受到的最大的安培力是多大?解析:(1)当导线方向与磁场方向平行时,导线不受安培力作用。(2)当导线方向与磁场方向垂直时,导线受到的安培力最大。(3)F=BIL=150.2N=1N。答案:(1)不会(2)是(3)1 NB组(15分钟)1.(多选)磁场中某点磁感应强度的方向就是()A.该点的磁场的方向B.该点小磁针静止时N极所指方向C.该点小磁针N极的受力方向D.该点小磁针S极的受力方向解析:磁场方向为小磁针N极的受力方向,或者说小磁针静止时N极所指的方向,同时磁感应强度的方向就是磁场的方向。答案:ABC2.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,受到磁场力为0.1 N,则该点的磁感应强度B一定是()A.B=2 TB.B2 TC.B2 TD.以上情况都有可能解析:当通电导线与磁场垂直时,可算出磁感应强度为2T。当导线与磁场不垂直时,使导线受到的磁场力仍为0.1N,则磁感应强度应大于2T。选项C正确。答案:C3.(多选)如图所示,直导线处于足够大的磁场中,与磁感线成30角,导线中通过的电流为I,为了增大导线中所受的安培力,可采取的办法是()A.增大电流IB.增加直导线的长度C.使导线在纸面内顺时针转30D.使导线在纸面内逆时针转60解析:由F=BILsin知:增大电流I或导线长度,导线所受安培力都增大,故选项A、B均正确;将导线顺时针转30,此时BI,F=0,将导线沿逆时针转60,BI,F增大,故选项C错误,D正确。答案:ABD4.导学号66824034两条导线互相垂直但相隔一小段距离,其中AB固定,CD可自由活动,当通有如图所示方向电流后,CD导线将()A.顺时针转动,同时靠近ABB.逆时针转动,同时远离ABC.顺时针转动,同时远离ABD.逆时针转动,同时靠近AB解析:由左手定则可知,当两个电流同向时将互相吸引,所以本题中的CD应做逆时针转动,同时靠近AB。答案:D5.如图所示,一段长为1 m、质量为2 kg的通电导体棒悬挂于天花板上。现加一垂直纸面向里的匀强磁场,当通入I=2 A的电流时悬线的张力恰好为零。求:(1)所加匀强磁场的磁感应强度B的大小。(2)如果电流方向不变,通入的电流大小变为1 A时,磁感应强度的大小为多少?此时两根悬线拉力之和又为多少?解析:(1)导体棒受力分析如图。由平衡条件得F安=mg又因F安=BIL所以B=mgIL=21021T=10T。(2)因为磁感应强度是由磁场本身的性质决定的,所以电流变为1A后,磁感应强度仍为10T。导体棒受力分析如图,由平衡条件得F=mg-BIL=210N-1011N=10N。答案:(1)10 T(2)10 T10 N6.如图所示,在同一水平面的两导轨相互平行,并在竖直向上的磁场中,一根质量为3.6 kg、有效长度为2 m的金属棒放在导轨上,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大到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多少?解析:设金属棒所受的摩擦力为Ff,根据题意得BI1L-Ff=0BI2L-Ff=ma由式得B=ma(I2-I1)L=3.62(8-5)2T=1.2T。答案:1.2 T
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