高中物理粵教版1第三章磁場(chǎng)學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)15

學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)(十五)探究安培力(建議用時(shí)：45分鐘)[學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)]1．關(guān)于安培力、磁感應(yīng)強(qiáng)度的說(shuō)法，正確的是()A．通電導(dǎo)體不受磁場(chǎng)力作用的地方一定沒(méi)有磁場(chǎng)B．將I、L相同的通電導(dǎo)體放在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)的不同位置，受安培力一定相同C．磁感線指向磁感應(yīng)強(qiáng)度減小的方向D．以上說(shuō)法都不正確【解析】由F＝BILsinθ，當(dāng)I∥B時(shí)，F(xiàn)＝0，此時(shí)通電導(dǎo)線不受磁場(chǎng)力，但導(dǎo)線處有磁場(chǎng)，故A錯(cuò)；如果I、L相同，放在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中因放置角度不同，安培力也可能不同，故B不對(duì)；在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中沿磁感線方向磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，故C錯(cuò)，正確答案為D.【答案】D2．關(guān)于通電直導(dǎo)線所受安培力F、磁感應(yīng)強(qiáng)度B和電流I三者方向之間的關(guān)系，下列說(shuō)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(chǎng)方向的一種方法，要正確理解左手定則的內(nèi)容．由左手定則知，安培力的方向總是既垂直于磁場(chǎng)方向又垂直于電流方向(即安培力垂直于磁場(chǎng)方向和電流方向所確定的平面)，但磁場(chǎng)方向不一定總垂直于電流方向．答案為B.【答案】B3．由磁感應(yīng)強(qiáng)度定義式B＝eq\f(F,IL)知，磁場(chǎng)中某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小()A．隨著通電導(dǎo)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(dǎo)線所受磁場(chǎng)力F的增大而增大D．跟F、I、L無(wú)關(guān)【解析】磁感應(yīng)強(qiáng)度是用比值定義法定義的．B＝eq\f(F,IL)只是指出了計(jì)算B的方法，而B(niǎo)的大小由磁場(chǎng)本身決定，與F、I、L無(wú)關(guān)．【答案】D4．(多選)下列關(guān)于磁通量的說(shuō)法，正確的是()A．磁通量是反映磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量B．某一面積上的磁通量是表示穿過(guò)此面積的磁感線的總條數(shù)C．在磁場(chǎng)中所取的面積越大，該面上磁通量越大D．穿過(guò)任何封閉曲面的磁通量一定為零【解析】磁通量Φ是磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直于磁場(chǎng)方向的面積S的乘積，即Φ＝BS，亦表示穿過(guò)磁場(chǎng)中某面積S的磁感線的總條數(shù)，Φ只有大小，沒(méi)有方向，是標(biāo)量．由此可知選項(xiàng)A錯(cuò)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(xiàng)C錯(cuò)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(gè)球面，則該磁感線必然從該曲面穿出，由此可知選項(xiàng)D正確．【答案】BD5．(多選)把一小段通電直導(dǎo)線放入磁場(chǎng)中()A．若導(dǎo)線受到的安培力為零，說(shuō)明它所在處磁感應(yīng)強(qiáng)度為零B．若通電直導(dǎo)線垂直放入磁場(chǎng)中，導(dǎo)線受到的安培力最大C．若電流方向與磁場(chǎng)方向不垂直時(shí)，安培力也一定既垂直于導(dǎo)線，又垂直于磁場(chǎng)D．根據(jù)B＝F/IL可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度B與安培力F成正比，與電流I導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘積(IL)成反比【解析】安培力的大小除與電流大小、導(dǎo)線長(zhǎng)度有關(guān)外，還與電流和磁場(chǎng)方向間的夾角大小有關(guān)，兩者平行時(shí)為零，垂直時(shí)最大，故當(dāng)安培力為零時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零，A錯(cuò)，B對(duì)，由左手定則知道電流方向與磁場(chǎng)方向不垂直時(shí)，安培力也一定既垂直于導(dǎo)線，又垂直于磁場(chǎng)，C對(duì)，磁感應(yīng)強(qiáng)度由磁場(chǎng)本身決定，與電流受到的安培力以及電流元大小無(wú)關(guān)，D錯(cuò)．【答案】BC6．(多選)一根長(zhǎng)為0.2m的導(dǎo)線，通過(guò)的電流為2A，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，受到磁場(chǎng)力的大小可能是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：30800037】A．N B．NC．N D．0【解析】根據(jù)安培力的定義，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B與通電導(dǎo)線電流I方向垂直時(shí)，磁場(chǎng)力有最大值為F＝BIL＝×2×N＝N．當(dāng)兩方向平行時(shí)，磁場(chǎng)力有最小值為0.隨著二者方向夾角的不同，磁場(chǎng)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(chǎng)中的同一位置，先后引入長(zhǎng)度相等的直導(dǎo)線a和b，a、b導(dǎo)線的方向均與磁場(chǎng)方向垂直，但兩導(dǎo)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(xiàn)的是導(dǎo)線所受到的力F與通過(guò)導(dǎo)線的電流I的關(guān)系．a(chǎn)、b各自有一組F、I的數(shù)據(jù)，在圖象中各描出一個(gè)點(diǎn)．下列四幅圖中正確的是()【解析】?jī)蓷l相同的導(dǎo)線通入不同的電流先后放在磁場(chǎng)中的同一點(diǎn)，并且電流方向都與磁場(chǎng)方向垂直．由于磁場(chǎng)方向是不變的，故導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度是確定的．根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式B＝eq\f(F,IL)，當(dāng)L確定時(shí)，F(xiàn)∝I時(shí)，則F－I圖象應(yīng)是過(guò)原點(diǎn)的一條直線，故C對(duì)．【答案】C8．面積S＝0.5m2的閉合金屬圓環(huán)處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝【解析】根據(jù)公式Φ＝B·S＝×Wb＝Wb；當(dāng)金屬環(huán)面與磁場(chǎng)平行時(shí)，沒(méi)有磁感線穿過(guò)，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(gè)頂點(diǎn)a、b、c處，各有一條長(zhǎng)直導(dǎo)線垂直穿過(guò)紙面，導(dǎo)線中通有大小相等的恒定電流，方向如圖3-3-12所示，過(guò)c點(diǎn)的導(dǎo)線所受安培力的方向()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：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(jù)安培定則，a、b在c處產(chǎn)生的磁場(chǎng)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(chǎng)方向向下，又根據(jù)左手定則，可判定c處直導(dǎo)線所受安培力方向垂直于ab邊，指向左邊，所以C項(xiàng)正確．【答案】C10．(多選)兩根通電的長(zhǎng)直導(dǎo)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(dǎo)線垂直的平面上有a、b、c、d四點(diǎn)，其中a、b在導(dǎo)線橫截面連線的延長(zhǎng)線上，c、d在導(dǎo)線橫截面連線的垂直平分線上．導(dǎo)體中的電流在這四點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度可能為零的是()圖3-3-13A．a(chǎn)點(diǎn) B．b點(diǎn)C．c點(diǎn) D．d點(diǎn)【解析】由安培定則可判知，電流I1、I2分別在a、b兩點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相反，大小有可能相等，合磁感應(yīng)強(qiáng)度可能為0，而c、d兩點(diǎn)的合磁感應(yīng)強(qiáng)度不可能為0.【答案】AB11.如圖3-3-14所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌M、N，電阻不計(jì)，相距0.2m，上邊沿導(dǎo)軌垂直方向放一個(gè)質(zhì)量為m＝5×10－2kg的金屬棒ab，ab的電阻為Ω.兩金屬導(dǎo)軌一端通過(guò)電阻R和電源相連．電阻R＝2Ω，電源電動(dòng)勢(shì)E＝6V，電源內(nèi)阻r＝Ω，如果在裝置所在的區(qū)域加一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，使ab對(duì)導(dǎo)軌的壓力恰好是零，并使ab處于靜止．(導(dǎo)軌光滑，g圖3-3-14【解析】因ab對(duì)導(dǎo)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(yīng)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(zhǎng)，一金屬棒垂直兩軌道水平放置．金屬棒質(zhì)量為m，電阻為R，軌道上端的電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r.