1.1磁场对通电导线的作用力基础巩固-2021-2022学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册（word版含答案）

1.1磁场对通电导线的作用力基础巩固2021—2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修第二册
一、选择题（共15题）
1．在物理学的发展史上，许多科学家都做出了卓越的贡献．下列关于若干科学家及其所做科学贡献的叙述中，正确的是（ ）
A．伽利略用理想斜面实验推翻了亚里士多德关于“力是维持物体运动状态的原因”的观点
B．牛顿依据大量的观察数据归纳出了行星运动的三大定律
C．库仑引入“电场”的概念来解释电荷间的相互作用
D．奥斯特发现了磁场对电流的作用力
2．赤道附近地磁场方向水平向北，同时存在方向竖直向下的电场，若在该处发射一电子，电子沿直线飞行而不发生偏转。则该电子的飞行方向为
A．水平向西 B．水平向东 C．竖直向上 D．竖直向下
3．质量为m的金属导体棒置于倾角为θ的导轨上。当导体棒通以垂直纸面向里的电流时，恰能在导轨上保持静止。如图所示的侧视图中已标出匀强磁场的方向，其中棒与导轨间的摩擦力不可能为零的是（　　）
A． B．
C． D．
4．如图所示，长为L，质量为m的细导体棒a被水平放置在倾角为45°的光滑斜面上，无限长直导线b被水平固定在与a同一水平面的另一位置，且a、b平行，它们之间的距离为x，当a、b中均通以电流强度为I的同向电流时，a恰能在斜面上保持静止．已知无限长直导线周围的磁场为一系列的同心圆，周围某点的磁场的磁感应强度与该点到导线的距离成反比．则下列说法正确的是（ ）
A．a、b中电流必垂直纸面向里
B．b中的电流在a处产生的磁场的磁感应强度大小为
C．若将b适当上移以增大x，则导体棒仍可能静止
D．无论将b上移还是下移，导体棒都可能处于静止状态
5．将一长度为的直导线垂直放置于某一匀强磁场中，当导线中通入电流为时，测得其所受安培力为。则此匀强磁场的磁感应强度大小为（　　）
A． B．
C． D．
6．如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上在其左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线，当导线通以如图所示方向电流时（　　）
A．磁铁对桌面的压力减小，且受到向左的摩擦力作用
B．磁铁对桌面的压力减小，且受到向右的摩擦力作用
C．磁铁对桌面的压力增大，且受到向左的摩擦力作用
D．磁铁对桌面的压力增大，且受到向右的摩擦力作用
7．关于磁场中某点的磁感应强度，下列说法正确的是(　　 )
A．由B＝可知，B与F成正比，与IL的乘积成反比
B．B的大小与IL的乘积无关，由磁场本身决定
C．长通电螺线管周围的磁场是匀强磁场
D．B的方向与通电导线的受力方向相同
8．用细线悬挂轻质导线圈，使轻质导线圈可在空间自由转动．空间内加一方向水平向右的匀强磁场，如图所示，当线圈通以图示方向的电流时，从上往下看，线圈将
A．顺时针转动，同时向左偏移少许
B．逆时针转动，同时向右偏移少许
C．逆时针转动，同时向左偏移少许
D．不发生转动，但会向右偏移少许
9．实验室常用到磁电式电流表．其结构可简化为如图所示的模型，最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈，为线圈的转轴．忽略线圈转动中的摩擦．当静止的线圈中突然通有如图所示方向的电流时，顺着的方向看() )
A．线圈保持静止状态
B．线圈开始沿顺时针方向转动
C．线圈开始沿逆时针方向转动
D．线圈既可能顺时针方向转动，也可能逆时针方向转动
10．关于磁感线和磁通量的说法正确的是（　　）
A．磁感线的方向总是从N极指向S极
B．通电直导线所受磁场力方向一定与该处的磁感线方向垂直
C．小磁针所受磁场力方向一定与该处磁感线方向相同
D．磁通量等于垂直通过某面的磁感线条数
11．水平桌面上一条形磁铁的上方，有一根通电直导线由S极的上端平行于桌面移到N极上端的过程中，磁铁始终保持静止，导线始终保持与磁铁垂直，电流方向如图所示。则在这个过程中，磁铁受到的摩擦力的方向和桌面对磁铁的弹力（　　）
A．摩擦力始终为零，弹力大于磁铁重力
B．摩擦力始终不为零，弹力大于磁铁重力
C．摩擦力方向由向左变为向右，弹力大于磁铁重力
D．摩擦力方向由向右变为向左，弹力小于磁铁重力
12．如图所示，PQ、MN是放置在水平面内的光滑导轨，导轨电阻不计，GH是长度为L、电阻为r的导体棒，其中点与一端固定的轻弹簧连接，轻弹簧的劲度系数为k。导体棒处在方向向下、磁感应强度为B的匀强磁场中。电路中直流电源的电动势为E、内阻不计，电容器的电容为C。闭合开关S，待电路稳定后（轻弹簧始终在弹性限度内），下列说法正确的是
A．导体棒中电流为
B．轻弹簧的长度增大
C．轻弹簧的长度减小
D．电容器所带电荷量为
13．如图所示，长度为d、质量为m的导体棒用绝缘细线悬挂并垂直纸面放置，导体棒中有方向由a指向b、大小为I的电流，导体棒处在水平向右的匀强磁场中、现改变匀强磁场方向，使其方向逆时针缓慢转到水平向左，此过程中细线与竖直方向的最大夹角为37°。已知重力加速度为g（安培力小于重力），不计空气阻力，，。则匀强磁场的磁感应强度B大小为（　　）
A． B． C． D．
14．在垂直纸面向里的匀强磁场中（图中未画出），有两根彼此靠近且平行的长直导线a和b放在纸面内，导线长度均为L。导线中现通有如图所示的相反方向电流，a中电流为I，b中电流为2I，a受到的磁场力大小为F1，b受到的磁场力大小为F2，则（　　）
A．F2=2F1
B．F2＜2F1
C．导线a的电流在导线b处产生的磁场方向垂直纸面向外
D．导线a的电流在导线b处产生的磁感应强度大小为
15．质量为M的通电细杆置于倾角为θ的光滑导轨上，有垂直于纸面向里的电流I通过细杆，在如图所示的A、B、C、D四个图中，能使细杆沿导轨向上运动且磁感应强度最小的是（　　）
A． B．
C． D．
二、填空题（共3题）
16．如图所示，把长为的导体棒置于竖直向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为，导体棒与磁场方向垂直，棒中通有电流，则导体棒所受安培力的大小为___________。
17．某直导体棒长0.2m放在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，通过电流0.5A，通电时间1min，则导体受到的安培力最大值是_____N，在该段时间内通过导体横截面的电荷量________C。
18．如图所示,把一根柔软的弹簧悬挂起来,使它的下端刚好跟槽中的水银接触.通电后,你预计会发生什么现象 怎样解释这个现象
现象:____________________________________
解释:___________________________________
三、综合题（共4题）
19．如图所示，水平放置的两平行金属导轨间距L=0.5m，所接电源的电动势E=1.5V，内阻r=0.2Ω，金属棒的电阻R=2.8Ω，与平行导轨垂直，其余电阻不计，金属棒处于磁感应强度B=2.0T、方向与水平方向成60°角的匀强磁场中。在接通电路后金属棒还是静止，g=10m/s2，求：
(1)金属棒受到的安培力的大小和方向如何？
(2)若棒的质量m=8×10-2kg，此时导轨对它的支持力是多少？
20．如图所示为一电流表的原理示意图．质量为m的均质细金属棒MN的中点处通过一挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连，绝缘弹簧劲度系数为k.在矩形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外．与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数，MN的长度大于.当MN中没有电流通过且处于平衡状态时，MN与矩形区域的cd边重合；当MN中有电流通过时，指针示数可表示电流强度．（不计通电时电流产生的磁场的作用）
（1）当电流表示数为零时，弹簧伸长多少？（重力加速度为g）
（2）若要电流表正常工作，MN的哪一端应与电源正极相接？
（3）若k＝2.0 N/m，＝0.20 m，＝0.050 m，B＝0.20 T，此电流表的量程是多少？
21．如图所示，两平行金属导轨间的距离，金属导轨所在的平面与水平面夹角，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势、内阻的直流电源。现把一个质量的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止，导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻，金属导轨电阻不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2。已知，，求：
（1）导体棒两端电压Uba；
（2）导体棒与金属导轨的动摩擦因数；
22．如图的磁场中有一条通电导线，其方向与磁场方向垂直。图甲、乙、丙分别标明了电流、磁感应强度和安培力三个量中的两个量的方向，试画出第三个量的方向。（本书用“·”表示磁感线垂直于纸面向外，“×”表示磁感线垂直于纸面向里，“⊙”表示电流垂直于纸面向外，“”表示电流垂直于纸面向里。）
参考答案
1．A
2．B
3．B
4．C
5．B
6．C
7．B
8．B
9．B
10．B
11．C
12．D
13．B
14．B
15．C
16．BIL
17．0.05 30
18．弹簧上下振动，电流交替通断； 弹簧通入电流时弹簧各相邻线圈中电流方向相同，线圈之间相互吸引，使弹簧收缩，则电路断开；电路断开后，因电流消失，线圈之间相互作用消失，因而弹簧恢复原来状态，电路又被接通，这个过程反复出现；
19．(1)0.5N，与导轨平面成30°角斜向左上方；(2) 0.55N
20．（1） （2）正极 （3）2.5A
21．（1）4V；（2）
22．图甲
图乙
图丙