【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】高中物理教科版選修1-1題組訓(xùn)練-2.2-磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線(xiàn)的作用力

第2講磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線(xiàn)的作用力(時(shí)間：60分鐘)題組一、對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度的理解1．(單選)關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列說(shuō)法中正確的是()A．由B＝eq\f(F,IL)可知，B與F成正比、與IL成反比B．通電導(dǎo)線(xiàn)放在磁場(chǎng)中的某點(diǎn)，那點(diǎn)就有磁感應(yīng)強(qiáng)度，假如將通電導(dǎo)線(xiàn)拿走，那點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度就為零C．通電導(dǎo)線(xiàn)所受安培力不為零的地方肯定存在磁場(chǎng)，通電導(dǎo)線(xiàn)不受安培力的地方肯定不存在磁場(chǎng)D．磁場(chǎng)中某一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度由磁場(chǎng)本身打算，其大小和方向是唯一確定的，與通電導(dǎo)線(xiàn)無(wú)關(guān)答案D解析磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝eq\f(F,IL)只是定義式，而不是打算式，磁感應(yīng)強(qiáng)度B是由磁場(chǎng)本身打算的，與有無(wú)導(dǎo)體放入其中無(wú)關(guān)，故A、B選項(xiàng)均錯(cuò)；另外，當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)平行于磁場(chǎng)方向放入時(shí)，通電導(dǎo)體所受到的安培力為零，而此處的B≠0，C項(xiàng)忽視了這一點(diǎn)，因而是錯(cuò)誤的．2．(多選)下列關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向的說(shuō)法中，正確的是()A．某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是一小段通電導(dǎo)體放在該處時(shí)所受磁場(chǎng)力的方向B．小磁針N極受磁場(chǎng)力的方向就是該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向C．垂直于磁場(chǎng)放置的通電導(dǎo)線(xiàn)的受力方向就是該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向D．磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向答案BD解析小磁針N極受力的方向就是該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，而通電導(dǎo)線(xiàn)受力的方向總是和磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直．磁場(chǎng)中某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向表示該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向，磁場(chǎng)方向也就是小磁針N極受力的方向，但電流受力的方向不代表磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)的方向．故正確答案為B、D.題組二、對(duì)磁通量的理解3．(單選)如圖2－2－5所示，兩個(gè)同心放置的共面金屬圓環(huán)a和b，一條形磁鐵穿過(guò)圓心且與環(huán)面垂直，磁鐵軸線(xiàn)與兩圓環(huán)的圓心重合，Ra<Rb，則穿過(guò)兩環(huán)面的磁場(chǎng)方向及穿過(guò)兩環(huán)的磁通量Φa和Φb的大小關(guān)系為()圖2－2－5A．均向上，Φa>ΦbB．均向下，Φa<ΦbC．均向上，Φa＝ΦbD．方向均向下，無(wú)法比較大小答案A解析穿過(guò)a、b兩個(gè)環(huán)面的磁感線(xiàn)均有方向相反的兩部分，一部分是磁體內(nèi)部的磁感線(xiàn)，方向向上從S極指向N極，兩線(xiàn)圈中這部分磁通量是相同的；另一部分是磁體外部的磁感線(xiàn)，從N極指向S極，b線(xiàn)圈中的這部分磁感線(xiàn)的條數(shù)要多于a線(xiàn)圈中的磁感線(xiàn)；穿過(guò)兩線(xiàn)圈的向上(內(nèi)部)的磁感線(xiàn)遠(yuǎn)多于向下(外部)的磁感線(xiàn)，兩部分磁感線(xiàn)抵消后，剩余的磁感線(xiàn)向上且a線(xiàn)圈中的磁感線(xiàn)的條數(shù)多．4．(單選)磁通量可以形象地理解為“穿過(guò)一個(gè)閉合電路的磁感線(xiàn)的條數(shù)”．在圖2－2－6所示磁場(chǎng)中，S1、S2、S3為三個(gè)面積相同的相互平行的線(xiàn)圈，穿過(guò)S1、S2、S3的磁通量分別為Φ1、Φ2、Φ3且都不為0.下列推斷正確的是()圖2－2－6A．Φ1最大 B．Φ2最大C．Φ3最大 D．Φ1、Φ2、Φ3相等答案A解析磁通量表示穿過(guò)一個(gè)閉合電路的磁感線(xiàn)條數(shù)的多少，從題圖中可看出穿過(guò)S1的磁感線(xiàn)條數(shù)最多，穿過(guò)S3的磁感線(xiàn)條數(shù)最少．5．一個(gè)面積是40cm2的導(dǎo)線(xiàn)框，垂直地放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，穿過(guò)它的磁通量為0.8Wb，則勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度多大？若放入一個(gè)面積為100cm2的導(dǎo)線(xiàn)框于該磁場(chǎng)中，并使線(xiàn)框的平面與磁場(chǎng)方向成30°角，則穿過(guò)該線(xiàn)框的磁通量多大？答案200T1Wb解析由Φ＝BS，所以B＝eq\f(Φ,S)＝eq\f(0.8,40×10－4)T＝0.2×103T＝200T，若放入一與磁場(chǎng)方向成30°角的平面，Φ＝BS′·sin30°，所以Φ＝200×100×10－4×eq\f(1,2)Wb＝1Wb.題組三、安培力的大小和方向6．(單選)(2021·北京市夏季會(huì)考練習(xí))把長(zhǎng)0.10m的直導(dǎo)線(xiàn)全部放入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，保持導(dǎo)線(xiàn)和磁場(chǎng)方向垂直．已知磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為5.0×10－3T，當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)中通過(guò)的電流為3.0A時(shí)，該直導(dǎo)線(xiàn)受到的安培力的大小是()A．3.0×10－3N B．2.5×10－3NC．2.0×10－3N D．1.5×10－3N答案D解析導(dǎo)線(xiàn)受到的安培力的大小F＝BIL＝5.0×10－3×3.0×0.10N＝1.5×10－3N.7．(單選)(2022·12月河北省學(xué)業(yè)水平考試)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放置一條直導(dǎo)線(xiàn)，導(dǎo)線(xiàn)的方向與磁場(chǎng)方向垂直．下面四幅圖象描繪了導(dǎo)線(xiàn)所受安培力大小F與通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)電流I的關(guān)系．其中正確的是()答案C解析由F＝BIL可知，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中F與I成正比，選項(xiàng)C正確．8．(單選)如圖2－2－7所示，一段導(dǎo)線(xiàn)abcd位于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，且與磁場(chǎng)方向(垂直于紙面對(duì)里)垂直．線(xiàn)段ab、bc和cd的長(zhǎng)度均為L(zhǎng)，且∠abc＝∠bcd＝135°.流經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)的電流為I，方向如圖中箭頭所示．導(dǎo)線(xiàn)abcd所受到的磁場(chǎng)的作用力的合力()圖2－2－7A．方向沿紙面對(duì)上，大小為(eq\r(2)＋1)BILB．方向沿紙面對(duì)上，大小為(eq\r(2)－1)BILC．方向沿紙面對(duì)下，大小為(eq\r(2)＋1)BILD．方向沿紙面對(duì)下，大小為(eq\r(2)－1)BIL答案A解析本題考查安培力的大小與方向的推斷．該導(dǎo)線(xiàn)可以用a和d之間的直導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)為(eq\r(2)＋1)L來(lái)等效代替，依據(jù)F＝BIL，可知大小為(eq\r(2)＋1)BIL，方向依據(jù)左手定則推斷，A正確．9．(2011·四川省學(xué)業(yè)水平考試)把一根長(zhǎng)l＝0.1m的直導(dǎo)線(xiàn)MN垂直磁感線(xiàn)方向放入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖2－2－8所示．當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)中通以I1＝2A的電流時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)受到的安培力大小為F1＝1.0×10－2N，求圖2－2－8(1)在圖中畫(huà)出導(dǎo)線(xiàn)MN所受的安培力F1的方向；(2)該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為多大？(3)若該導(dǎo)線(xiàn)中通以I2＝3A的電流，則此時(shí)導(dǎo)線(xiàn)所受安培力F2的大小是多少？答案(1)(2)0.05T(3)1.5×10－2N解析(1)依據(jù)左手定則可知安培力F1的方向豎直向上，如圖所示.(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝eq\f(F1,I1l)＝eq\f(1.0×10－2,2×0.1)T＝0.05T.(3)當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)中的電流I2＝3A時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)受到的安培力F2＝BI2l＝0.05×3×0.1N＝1.5×10－2題組四、安培力的綜合應(yīng)用10.(2021·浙江省學(xué)業(yè)水平考試樣卷)如圖2－2－9所示，兩根等長(zhǎng)的絕緣細(xì)線(xiàn)懸掛一水平金屬細(xì)桿MN，處在與其垂直的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．金屬細(xì)桿的長(zhǎng)度為1m，質(zhì)量為8.9×10－3kg.當(dāng)金屬細(xì)桿中通以0.89A圖2－2－9(1)金屬細(xì)