高中物理 第3章 打開電磁學的大門 第1節(jié) 磁場中的通電導線學業(yè)達標測評 魯科版選修1-1
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磁場中的通電導線 (建議用時:45分鐘) 1.關于磁感應強度,下列說法中正確的是( ) 【導學號:31870022】 A.由B=可知,B與F成正比,與Il成反比 B.由B=可知,一小段通電導線在某處不受磁場力,則說明該處一定無磁場 C.通電導線在磁場中受力越大,說明磁場越強 D.磁感應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強度B是客現(xiàn)存在的,與是否放通電導線,通電導線受力的大小無關,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.磁感應強度的方向就是小磁針靜止時N極的指向,而不是通電導線的受力方向. 【答案】 D 2.在如圖中,標出了磁場B的方向、通電直導線中電流I的方向,以及通電直導線所受磁場力F的方向,其中正確的是( ) 【解析】 由左手定則判斷可知C正確. 【答案】 C 3.各地地磁場磁感應強度(水平分量)Bx有所不同,可以在相關手冊上查到.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)將同一根通電直導線分別在以上四地豎直放置,則使導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,同一根通電直導線豎直放置時,地磁場磁感應強度水平分量Bx越大,導線所受安培力越大,故導線在廣州所受磁場力最大,B正確. 【答案】 B 4.如圖319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線,導線與磁鐵垂直,給導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,導線中通電后與通電前相比較( ) 圖319 A.FN減小,F(xiàn)=0 B.FN減小,F(xiàn)≠0 C.FN增大,F(xiàn)=0 D.FN增大,F(xiàn)≠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 5.關于磁電式電流計,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.電流計指針偏轉的角度與所通電流的大小成正比 D.電流計指針偏轉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)生轉動.電流越大,線框受到的安培力越大,指針偏轉角度越大,故A、C正確,B、D不正確. 【答案】 AC 6.通電矩形導線框abcd與無限長通電直導線MN在同一平面內,ab與MN平行,電流方向如圖3110所示.關于MN的磁場對線框的作用,下列敘述正確的是( ) 圖3110 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】 先判定導線框所在處的磁場方向垂直紙面向里如圖所示,且離導線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 7.有一小段通電導線,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,則該點磁感應強度為B== T=2 T 如果通電導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.應選C. 【答案】 C 8.如圖3111所示,一導體棒放置在處于勻強磁場中的兩條平行金屬導軌上,并與金屬導軌組成閉合回路.當回路中通有電流時,導體棒受到安培力作用.要使安培力增大,可采用的方法有( ) 圖3111 A.增大磁感應強度 B.減小磁感應強度 C.增大電流 D.減小電流 【解析】 由F=BILsin θ知,安培力大小與磁感應強度B、電流I和導體與磁場方向的夾角θ有關,且隨B、I的增大而增大. 【答案】 AC 9.在等邊三角形的三個頂點a、b、c處,各有一條長直導線垂直穿過紙面,導線中通有大小相等的恒定電流,方向如圖3112所示.過c點的導線所受安培力的方向( ) 圖3112 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處導線受這兩個安培力的合力向左與ab垂直. 【答案】 C 10.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、導線組成如圖3113所示電路.閉合開關后,彩燈不停地閃爍起來.請你分析一下彩燈的閃爍原理. 圖3113 【解析】 閉合開關后,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,如此反復下去.彩燈就能不停地閃爍起來. 【答案】 見解析 11.在磁感應強度是4.010-2 T的勻強磁場里,有一條與磁場方向垂直,長8 cm的通電導線ab(如圖3114所示),通電導線ab所受的安培力是1.010-2 N,方向垂直紙面指向外,求導線中電流的大小和方向. 圖3114 【解析】 根據(jù)左手定則,可以判斷導線中的電流的方向由b指向a. 利用安培力的計算公式可得: I== A≈3.1 A. 【答案】 I≈3.1 A 方向由b指向a 12.在赤道上,地磁場可看成是沿南北方向的勻強磁場,磁感應強度的大小是0.5010-4T.如果赤道上有一根沿東西方向的直導線,長為100 m,載有從東向西的電流50 A,地磁場對這根導線的作用力有多大?方向如何? 【解析】 因電流和磁場方向垂直,所以F=BIL =0.5010-450100 N =0.25 N 由左手定則知安培力方向向下. 【答案】 0.25 N 方向向下- 配套講稿:
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