浙江省2019-2020學(xué)年高中物理 第九章 課時訓(xùn)練2 磁場對通電導(dǎo)線和運(yùn)動電荷的作用（含解析）

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1、課時訓(xùn)練2　磁場對通電導(dǎo)線和運(yùn)動電荷的作用 基礎(chǔ)鞏固 1.如圖所示,一種固定在豎直墻面MN上的自動跳閘限流開關(guān),O是轉(zhuǎn)動軸,A是絕緣手柄,C是閘刀卡口。圖中虛線區(qū)域存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場。CO間距離為L,當(dāng)通過閘刀的電流超過I0時,開關(guān)將自動斷開。下列說法中正確的是(　B　) A.跳閘時閘刀所受的安培力做負(fù)功 B.限流開關(guān)正常工作時的電流方向應(yīng)為C→O　 C.僅改變電流方向不會影響自動跳閘開關(guān)的正常工作 D.增大勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度,可使自動跳閘的電流值增大 2.下面的幾個圖顯示了磁場對通電直導(dǎo)線的作用力,其中正確的是(　C　) 3.依據(jù)如圖

2、所示的“處在磁場中的通電導(dǎo)體在導(dǎo)軌上運(yùn)動”這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及相應(yīng)規(guī)律設(shè)計(jì)的家用電器是(　C　) A.電熱水壺 B.電飯鍋 C.電風(fēng)扇 D.電熨斗 4.如圖甲所示為一陰極射線管,接通電源后,電子射線由陰極向右射出,在熒光屏上會看到一條亮線。要使熒光屏上的亮線向上偏轉(zhuǎn),如圖乙所示,在下列措施中可采用的是(　C　) A.加一電場,電場方向豎直向上 B.加一磁場,磁場方向豎直向上 C.加一磁場,磁場方向垂直熒光屏向外 D.加一磁場,磁場方向垂直熒光屏向里 解析:要想使熒光屏上的亮線向上偏轉(zhuǎn),需要使電子受到一個豎直向上的力,故可以加一個豎直向下的電場或者是加一個垂直熒光屏向外的

3、磁場,選項(xiàng)C正確,A,B,D錯誤。 5.如圖所示,小磁針a,b,c,d放在通電螺線管產(chǎn)生的磁場中,穩(wěn)定后指向正確的是(　D　) A.磁針a B.磁針b C.磁針c D.磁針d 解析:根據(jù)安培定則可知,通電螺線管的左端為N極,右端為S極,在螺線管外部磁感線由N極指向S極,而小磁針靜止時N極所指的方向即為該點(diǎn)磁場的方向,故只有小磁針d顯示的方向是正確的。 6.如圖,美國物理學(xué)家安德森在研究宇宙射線時,在云霧室里觀察到有一個粒子的徑跡和電子的徑跡彎曲程度相同,但彎曲方向相反,從而發(fā)現(xiàn)了正電子,獲得了諾貝爾物理學(xué)獎。云霧室中磁場方向可能是(　B　) A.垂直紙面向外 B.垂直紙面向里

4、 C.沿紙面向上 D.沿紙面向下 解析:電子發(fā)生彎曲是因?yàn)槭艿铰鍌惼澚Φ淖饔?由左手定則可判斷云霧室中磁場方向可能是垂直紙面向里,選項(xiàng)A,C,D錯誤,B正確。 7.如圖所示是“探究影響通電導(dǎo)線受力的因素”的裝置圖。實(shí)驗(yàn)時,先保持導(dǎo)線通電部分的長度不變,改變電流的大小;然后保持電流不變,改變導(dǎo)線通電部分的長度。對該實(shí)驗(yàn),下列說法正確的是(　B　) A.當(dāng)導(dǎo)線中的電流反向時,導(dǎo)線受到的安培力方向不變 B.保持電流不變,接通“1,4”時導(dǎo)線受到的安培力是接通“2,3”時的3倍 C.保持電流不變,接通“1,4”時導(dǎo)線受到的安培力是接通“2,3”時的2倍 D.接通“1,4”,當(dāng)電流增加

5、為原來的2倍時,通電導(dǎo)線受到的安培力減半 解析:當(dāng)導(dǎo)線中的電流反向時,導(dǎo)線受到的安培力方向反向,選項(xiàng)A錯誤;保持電流不變,接通“1,4”時通電導(dǎo)線長度是接通“2,3”時的3倍,根據(jù)F=ILB,所受到的安培力也是3倍,選項(xiàng)B正確,C錯誤;當(dāng)電流增加為原來的2倍時,通電導(dǎo)線受到的安培力也加倍,選項(xiàng)D錯誤。 8.根據(jù)磁場對電流會產(chǎn)生作用力的原理,人們研制出一種新型的炮彈發(fā)射裝置——電磁炮,它的基本原理如圖所示,下列結(jié)論中不正確的是(　D　) A.要使炮彈沿導(dǎo)軌向右發(fā)射,必須通以自M向N的電流 B.要想提高炮彈的發(fā)射速度,可適當(dāng)增大電流 C.要想提高炮彈的發(fā)射速度,可適當(dāng)增大磁感應(yīng)強(qiáng)度

6、 D.使電流和磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向同時反向,炮彈的發(fā)射方向亦將隨之 反向 解析:要使炮彈沿導(dǎo)軌向右發(fā)射,必須使它受到一個向右的力的作用,即安培力作用,根據(jù)左手定則可知,必須通以自M向N的電流,故A正確;要想提高炮彈的發(fā)射速度,即增大安培力的大小,根據(jù)F=BIL,所以可適當(dāng)增大電流或磁感應(yīng)強(qiáng)度,故B,C正確;若使電流和磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向同時反向,則安培力方向不變,所以炮彈的發(fā)射方向不變,故D錯誤。 9.(2019·嘉興模擬)小張同學(xué)探究電流之間作用力的關(guān)系,按如圖方式連接電路,導(dǎo)線繞在一光滑絕緣圓管的外側(cè),A為圓管中軸線EF上的某點(diǎn),閉合開關(guān)S,則(　C　) A.小磁針在A點(diǎn)N極指向E

7、B.線圈之間不存在相互作用力 C.線圈因受到安培力而相互吸引 D.調(diào)換電源的正負(fù)極,線圈相互排斥 解析:根據(jù)安培定則可知,螺線管E側(cè)是磁場S極,F為N極,所以在螺線管內(nèi)部,磁感線從E到F,所以小磁針在A點(diǎn)是N極指向F,選項(xiàng)A錯誤;線圈之間的電流方向相同,所以是相互吸引的,選項(xiàng)B錯誤,C正確;如果調(diào)整電源正負(fù)極,線圈中的電流方向改變,但依然是相同的,所以還是相互吸引,選項(xiàng)D錯誤。 10.(2018·浙江4月學(xué)考)處于磁場B中的矩形金屬線框可繞軸OO′轉(zhuǎn)動,當(dāng)線框中通以電流I時,如圖所示,此時線框左右兩邊受安培力F的方向正確的是(　D　) 解析:根據(jù)左手定則可判斷,選項(xiàng)D正確

8、。 能力提高 11.如圖所示,逆時針的環(huán)形電流圓心處垂直放置一根通電直導(dǎo)線MN,水平面是粗糙的,直導(dǎo)線MN始終靜止。下面說法正確的是(　D　) A.若直導(dǎo)線中電流方向從M到N,則直導(dǎo)線對水平面壓力減小 B.若直導(dǎo)線中電流方向從N到M,則直導(dǎo)線所受靜摩擦力方向向左 C.同時增加環(huán)形導(dǎo)線、直導(dǎo)線的電流大小,直導(dǎo)線所受安培力變大 D.無論環(huán)形導(dǎo)線電流方向、直導(dǎo)線電流方向如何,直導(dǎo)線對水平面壓力始終等于直導(dǎo)線自身的重力 解析:根據(jù)安培定則可知,環(huán)形導(dǎo)線在圓心處的磁場方向與通電導(dǎo)線平行,因此不論直導(dǎo)線中電流方向、環(huán)形導(dǎo)線中電流方向如何,直導(dǎo)線都不受安培力,直導(dǎo)線對水平面壓力始終等于自身

9、重力,選項(xiàng)A,B,C錯誤,D正確。 12.(2017·浙江4月學(xué)考)如圖所示,兩平行直導(dǎo)線cd和ef豎直放置,通過方向相反大小相等的電流,a,b兩點(diǎn)位于兩導(dǎo)線所在的平面內(nèi)。則(　D　) A.b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零 B.ef導(dǎo)線在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向里 C.cd導(dǎo)線受到的安培力方向向右 D.同時改變兩導(dǎo)線的電流方向,cd導(dǎo)線受到的安培力方向不變 解析:根據(jù)安培定則可知,b處的兩分磁場方向均為垂直紙面向外,所以選項(xiàng)A錯誤;ef在a處的磁場垂直紙面向外,所以選項(xiàng)B錯誤;根據(jù)左手定則可判斷,通入電流方向相反的兩根導(dǎo)線所受的安培力互相排斥,所以選項(xiàng)C錯誤;不管電流方向如何,只要電流

10、方向相反,兩導(dǎo)線間就互相排斥,選項(xiàng)D正確。 13.長為L的通電直導(dǎo)線放在傾角為θ的光滑斜面上,并處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,如圖所示,當(dāng)B方向垂直斜面向上,電流為I1時導(dǎo)體處于平衡狀態(tài);當(dāng)B方向改為豎直向上,電流為I2時導(dǎo)體處于平衡狀態(tài)。則電流強(qiáng)度比值為(　C　) A.sin θ B. C.cos θ D. 解析:若磁場方向垂直于斜面向上,則安培力沿斜面向上,由平衡條件可得mgsin θ=BI1L;若磁場方向豎直向上,則安培力沿水平方向,由平衡條件可得mgtan θ=BI2L;則I1∶I2=cos θ∶1,故C正確,A,B,D錯誤。 14.小李同學(xué)用鐵釘與漆包線繞

11、成電磁鐵,接通電路前小磁針指向是垂直于紙面方向,當(dāng)接通電路后,放在其上方的小磁針N極立即轉(zhuǎn)向左側(cè),如圖所示。則下列判斷正確的是(　B　) A.導(dǎo)線A端接電源負(fù)極 B.小磁針?biāo)谖恢玫拇艌龇较蛩较蜃? C.若小磁針放在電磁鐵正下方,則電路接通后小磁針N極會向右偏 D.若小磁針放在電磁鐵左側(cè),則電路接通后小磁針N極仍向左偏 解析:由小磁針方向可知,小磁針?biāo)谖恢锰幋艌鏊较蜃?即電磁鐵左端為S極,電磁鐵右端為N極,根據(jù)安培定則可知,電流從A流向B,即B端接電源負(fù)極,選項(xiàng)A錯誤,B正確;若小磁針放在電磁鐵下方,電路接通之后小磁針N極仍然會向左偏,選項(xiàng)C錯誤;若小磁針放在電磁鐵左側(cè),則小

12、磁針N極會向右偏,選項(xiàng)D錯誤。 15.如圖是電子射線管示意圖,接通電源后,電子射線由陰極沿x軸正方向射出,在熒光屏上會看到一條亮線。要使熒光屏上的亮線向下(z軸負(fù)方向)偏轉(zhuǎn),在下列措施中可采用的是(　B　) A.加一磁場,磁場方向沿z軸負(fù)方向 B.加一磁場,磁場方向沿y軸正方向 C.加一電場,電場方向沿z軸負(fù)方向 D.加一電場,電場方向沿y軸正方向 解析:由于電子沿x軸正方向運(yùn)動,若所受洛倫茲力向下,則可使電子向下偏轉(zhuǎn),由左手定則可知磁場方向應(yīng)沿y軸正方向;若加電場使電子向下偏轉(zhuǎn),所受電場力方向向下,則所加電場方向應(yīng)沿z軸正方向,由此可知B正確。 16.在傾角為α的光滑斜面上

13、,置一通有電流為I、長為L、質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒,如圖所示,試求: (1)欲使棒靜止在斜面上,外加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值和方向。 (2)欲使棒靜止在斜面上且對斜面無壓力,應(yīng)加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值和方向。 解析:(1)導(dǎo)體棒受重力、斜面支持力和安培力作用,當(dāng)磁場方向不同時,重力不變,支持力方向不變,導(dǎo)體所受安培力發(fā)生變化,三力間的矢量關(guān)系如圖所示。當(dāng)安培力最小時,磁感應(yīng)強(qiáng)度最小。 根據(jù)左手定則判斷可知,磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向?yàn)榇怪毙泵嫦蛏? 由平衡條件得 mgsin α=BIL 得B=。 (2)當(dāng)導(dǎo)體棒對斜面無壓力時,安培力方向豎直向上,由左手定則可知磁感應(yīng)強(qiáng)度B水平向左 則mg=BIL,得B=。 答案:(1)　方向垂直斜面向上　(2)　方向水平向左 - 6 -