高中物理粵教版1第三章磁場學業(yè)分層測評15

學業(yè)分層測評(十五)探究安培力(建議用時：45分鐘)[學業(yè)達標]1．關于安培力、磁感應強度的說法，正確的是()A．通電導體不受磁場力作用的地方一定沒有磁場B．將I、L相同的通電導體放在同一勻強磁場的不同位置，受安培力一定相同C．磁感線指向磁感應強度減小的方向D．以上說法都不正確【解析】由F＝BILsinθ，當I∥B時，F＝0，此時通電導線不受磁場力，但導線處有磁場，故A錯；如果I、L相同，放在同一勻強磁場中因放置角度不同，安培力也可能不同，故B不對；在勻強磁場中沿磁感線方向磁感應強度不變，故C錯，正確答案為D.【答案】D2．關于通電直導線所受安培力F、磁感應強度B和電流I三者方向之間的關系，下列說法正確的是()A．F、B、I三者必保持垂直B．F必定垂直于B、I，但B不一定垂直于IC．B必定垂直于F、I，但F不一定垂直于ID．I必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B【解析】左手定則是判斷安培力的方向、電流方向、磁場方向的一種方法，要正確理解左手定則的內容．由左手定則知，安培力的方向總是既垂直于磁場方向又垂直于電流方向(即安培力垂直于磁場方向和電流方向所確定的平面)，但磁場方向不一定總垂直于電流方向．答案為B.【答案】B3．由磁感應強度定義式B＝eq\f(F,IL)知，磁場中某處的磁感應強度的大小()A．隨著通電導線中電流I的減小而增大B．隨著IL乘積的減小而增大C．隨著通電導線所受磁場力F的增大而增大D．跟F、I、L無關【解析】磁感應強度是用比值定義法定義的．B＝eq\f(F,IL)只是指出了計算B的方法，而B的大小由磁場本身決定，與F、I、L無關．【答案】D4．(多選)下列關于磁通量的說法，正確的是()A．磁通量是反映磁場強弱和方向的物理量B．某一面積上的磁通量是表示穿過此面積的磁感線的總條數C．在磁場中所取的面積越大，該面上磁通量越大D．穿過任何封閉曲面的磁通量一定為零【解析】磁通量Φ是磁感應強度B與垂直于磁場方向的面積S的乘積，即Φ＝BS，亦表示穿過磁場中某面積S的磁感線的總條數，Φ只有大小，沒有方向，是標量．由此可知選項A錯誤，B正確．磁通量Φ的大小由B、S共同決定，所以面積大，Φ不一定大，由此可知選項C錯誤．由于磁感線是閉合曲線，所以只要有磁感線穿入封閉曲面，如一個球面，則該磁感線必然從該曲面穿出，由此可知選項D正確．【答案】BD5．(多選)把一小段通電直導線放入磁場中()A．若導線受到的安培力為零，說明它所在處磁感應強度為零B．若通電直導線垂直放入磁場中，導線受到的安培力最大C．若電流方向與磁場方向不垂直時，安培力也一定既垂直于導線，又垂直于磁場D．根據B＝F/IL可知，磁感應強度B與安培力F成正比，與電流I導線長度L的乘積(IL)成反比【解析】安培力的大小除與電流大小、導線長度有關外，還與電流和磁場方向間的夾角大小有關，兩者平行時為零，垂直時最大，故當安培力為零時，磁感應強度不一定為零，A錯，B對，由左手定則知道電流方向與磁場方向不垂直時，安培力也一定既垂直于導線，又垂直于磁場，C對，磁感應強度由磁場本身決定，與電流受到的安培力以及電流元大小無關，D錯．【答案】BC6．(多選)一根長為0.2m的導線，通過的電流為2A，放在磁感應強度為T的勻強磁場中，受到磁場力的大小可能是()【導學號：30800037】A．N B．NC．N D．0【解析】根據安培力的定義，當磁感應強度B與通電導線電流I方向垂直時，磁場力有最大值為F＝BIL＝×2×N＝N．當兩方向平行時，磁場力有最小值為0.隨著二者方向夾角的不同，磁場力大小可能在N與0之間取值．故C、D均有可能．【答案】CD7．在磁場中的同一位置，先后引入長度相等的直導線a和b，a、b導線的方向均與磁場方向垂直，但兩導線中的電流不同，因此所受到的力也不相同．下圖中的幾幅圖象表現的是導線所受到的力F與通過導線的電流I的關系．a、b各自有一組F、I的數據，在圖象中各描出一個點．下列四幅圖中正確的是()【解析】兩條相同的導線通入不同的電流先后放在磁場中的同一點，并且電流方向都與磁場方向垂直．由于磁場方向是不變的，故導線所在處的磁感應強度是確定的．根據磁感應強度的定義式B＝eq\f(F,IL)，當L確定時，F∝I時，則F－I圖象應是過原點的一條直線，故C對．【答案】C8．面積S＝0.5m2的閉合金屬圓環(huán)處于磁感應強度B＝【解析】根據公式Φ＝B·S＝×Wb＝Wb；當金屬環(huán)面與磁場平行時，沒有磁感線穿過，故Φ＝0.注意：Φ＝B·S中的S指的是與B垂直的面積．【答案】Wb0[能力提升]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3-3-12所示，過c點的導線所受安培力的方向()【導學號：30800038】圖3-3-12A．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】根據安培定則，a、b在c處產生的磁場分別為垂直于ac連線斜向下和垂直于bc連線斜向下，并且大小相等，由平行四邊形定則可確定c處合磁場方向向下，又根據左手定則，可判定c處直導線所受安培力方向垂直于ab邊，指向左邊，所以C項正確．【答案】C10．(多選)兩根通電的長直導線平行放置，電流分別為I1和I2，電流的方向如圖3-3-13所示．在與導線垂直的平面上有a、b、c、d四點，其中a、b在導線橫截面連線的延長線上，c、d在導線橫截面連線的垂直平分線上．導體中的電流在這四點產生的磁場的磁感應強度可能為零的是()圖3-3-13A．a點 B．b點C．c點 D．d點【解析】由安培定則可判知，電流I1、I2分別在a、b兩點產生的磁感應強度方向相反，大小有可能相等，合磁感應強度可能為0，而c、d兩點的合磁感應強度不可能為0.【答案】AB11.如圖3-3-14所示，兩根平行金屬導軌M、N，電阻不計，相距0.2m，上邊沿導軌垂直方向放一個質量為m＝5×10－2kg的金屬棒ab，ab的電阻為Ω.兩金屬導軌一端通過電阻R和電源相連．電阻R＝2Ω，電源電動勢E＝6V，電源內阻r＝Ω，如果在裝置所在的區(qū)域加一個勻強磁場，使ab對導軌的壓力恰好是零，并使ab處于靜止．(導軌光滑，g圖3-3-14【解析】因ab對導軌壓力恰好是零且處于靜止，ab所受安培力方向一定豎直向上且大小等于重力，由左手定則可以判定B的方向應為水平向右，ab中的電流I＝eq\f(E,R＋r＋rab)＝eq\f(6,2＋＋A＝2AF＝ILB＝mgB＝eq\f(mg,IL)＝eq\f(5×10－2×10,2×T＝T【答案】T水平向右12．如圖3-3-15所示，兩光滑的平行金屬軌道與水平面成θ角，兩軌道間距為L，一金屬棒垂直兩軌道水平放置．金屬棒質量為m，電阻為R，軌道上端的電源電動勢為E，內阻為r.