1.1磁场对通电导线的作用力 同步练习(Word版含答案)

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名称 1.1磁场对通电导线的作用力 同步练习(Word版含答案)
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文件大小 191.8KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-03-21 15:56:11

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文档简介

人教2019物理 选修二 1.1磁场对通电导线的作用力 同步练习
一.选择题(共12小题)
1.以下说法正确的是(  )
A.用安培定则判断电流产生的磁场时,四指方向一定是电流方向
B.用左手定则判断电流所受安培力方向时,四指方向一定是电流方向
C.用安培定则判断电流产生的磁场时,大拇指方向一定是电流方向
D.用左手定则判断电流所受安培力方向时,大拇指方向一定是电流方向
2.在以下几幅图中,力的方向判断正确的是(  )
3.如图所示,在正方体的四条沿x轴方向的棱上,分别固定四根通有等大电流I0的等长导线。正方体的中心点P处有不断沿y轴正方向喷射粒子的粒子源,关于粒子刚被喷出时所受到的洛伦兹力方向,下列说法中正确的是(  )
A.若粒子带正电,其所受的洛伦兹力方向沿z轴正方向
B.若粒子带正电,其所受的洛伦兹力方向沿x轴正方向
C.若粒子带负电,其所受的洛伦兹力方向沿x轴正方向
D.若粒子带负电,其所受的洛伦兹力方向沿z轴负方向
4.如图所示,把通电线圈放入永久磁铁的匀强磁场中。正确的是(  )
A.图(a)中的线圈将由上往下看顺时针方向转动
B.图(b)中,由上往下看线圈做顺时针转动,那么磁铁的左边S极,右边N极
C.图(c)中,由上往下看线圈做逆时针转动,那么线圈中电流逆时针
5.如图所示,在磁感应强度为B的匀强磁场中静止着甲、乙两根平行直导线,两导线的质量相同,长度相同,导线中的电流大小相同,甲导线中电流方向垂直纸面向外,乙导线中电流方向垂直纸面向里。甲导线位于水平地面上,乙导线处于空中,两导线的连线与水平方向成45°角,下列说法中正确的是(  )
A.匀强磁场的方向可能垂直甲、乙连线斜向下
B.匀强磁场的方向可能沿甲、乙连线斜向下
C.水平地面对甲导线的支持力大于两导线重力之和
D.水平地面对甲导线的摩擦力水平向右
6.用如图所示的装置可以测量匀强磁场的磁感应强度。轻绳跨过光滑定滑轮,左边挂一物体,右方轻绳下面有一轻质绝缘挂钩,挂钩处有水平方向向里的匀强磁场。将一个通电矩形线圈挂在右方下面的轻钩上,线圈中的电流方向如图所示,整体处于平衡状态(线圈下边成水平状态)。下列说法正确的是(  )
A.线圈质量和物体的质量相等
B.线圈所受的安培力方向竖直向下
C.若磁场突然反向,其它条件不变,线圈将向上运动
D.若线圈中的电流突然反向,其它条件不变,线圈将向下运动
7.如题图所示,纸面内有一半径为R的单匝环形闭合线圈,线圈中通有恒定电流I,整个环形线圈处于垂直纸面的匀强磁场中(图中未画出),磁感应强度大小为B.则该环形线圈所受磁场作用力大小为(  )
A.2πBIR B.πBIR C.2BIR D.0
8.已知通电长直导线周围激发磁场的磁感应强度大小与导线中的电流大小成正比。有四条垂直于纸面的长直固定导线,电流方向如图所示,其中a、b、c三条导线到d导线的距离相等,三条导线与d的连线互成120°角,四条导线中的电流大小都为I,其中a导线对d导线的安培力大小为F。现突然把b、c导线的电流方向同时改为垂直于纸面向外,电流大小同时变为原来的2倍,则此时d导线所受安培力的合力(  )
A.大小为3F,方向为a→d B.大小为3F,方向为d→a
C.大小为2F,方向为a→d D.大小为F,方向为d→a
9.如图所示,通电导体棒静止于水平导轨上,棒的质量为m,长为L,通过的电流大小为I且垂直纸面向里,匀强磁场的磁感应强度B的方向与导轨平面成θ角,则导体棒受到的(  )
A.安培力大小为 BILcosθ
B.安培力大小为 BILsinθ
C.摩擦力大小为 BILcosθ
D.支持力大小为mg+BILcosθ
10.如图所示,两根平行的长直导线a和b中通有大小相等、方向相反的电流,此时导线a受到的磁场力大小为F1,当再加入一个与导线所在平面垂直向外的匀强磁场后,导线a受到的磁场力大小变为F2,若把所加的匀强磁场反向,则此时导b受到的磁场力大小变为(  )
A.F2 B.|F1﹣F2| C.F1+F2 D.|2F1﹣F2|
11.两条直导线互相垂直,如图所示,但相隔一个小距离,其中一条AB是固定的,另一条CD能自由活动,当直流电流按图中方向流过两条导线时,导线CD将(  )
A.向顺时针方向转动,同时靠近导线AB
B.向逆时针方向转动,同时离开导线AB
C.向顺时针方向转动,同时离开导线AB
D.向逆时针方向转动,同时靠近导线AB
12.有三根相互平行的直导线a、b、c垂直纸面放置,且它们在同一连线上。已知这三根导线大小分别通以I1、I2、I3,且I1=I2,电流方向如图所示,则(  )
A.直导线b受到的安培力向左
B.直导线b受到的安培力向右
C.若只增大I1,导线b受到的安培力从a指向b
D.若只增大I2,导线b受到的安培力从a指向b
二.多选题(共5小题)
(多选)13.质量为m长为L的金属棒,水平放在光滑的导轨上。导轨宽为d,与水平面夹角为θ。当磁场方向水平向左,磁感应强度大小为B0时,金属棒恰好静止。若电流不变,金属棒保持静止,磁场方向由水平方向逐渐变为竖直方向,下列说法中正确是(  )
A.磁场方向水平时,电流强度大小为
B.磁场方向水变为竖直的过程,安培力不变
C.磁场方向水变为竖直的过程,支持力一直变大
D.磁场方向水变为竖直的过程,磁感应强度最小值为B0sinθ
(多选)14.环形电流可等效为一个小磁针。把一轻质圆形闭合线圈用细线挂在一个固定的磁铁的N极附近,磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈所在平面。当线圈内通入如图所示的电流I时,下列说法正确的是(  )
A.若电流方向如图中所示,则线圈将向左偏移
B.若电流方向如图中所示,则线圈将向右偏移
C.若电流方向与图中相反,则线圈将向左偏移
D.若电流方向与图中相反,则线圈将向右偏移
(多选)15.两平行通电直导线P、Q靠得较近且具有弹性。如图所示,通电后P、Q均向外拓张,关于此现象,下列说法正确的是(  )
A.导线P、Q受力大小相等
B.若只增大通过导线P的电流,导线Q则保持原来形变
C.导线P、Q间电流同向
D.导线P、Q间电流反向
(多选)16.如图所示,置于水平面上的两根金属导轨间距为L,分别与电源正、负极相连。导体棒ab放在导轨上且与导轨垂直,整个装置处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于导体棒,且与导轨平面夹角为θ。已知回路中电流为I,导体棒始终处于静止状态。关于导体棒的受力情况,下列说法正确的是(  )
A.安培力大小为0
B.安培力大小为ILB
C.静摩擦力大小为ILBcosθ
D.静摩擦力大小为ILBsinθ
(多选)17.如图所示,整个空间存在沿竖直方向的匀强磁场(图中未画出),光滑绝缘水平面上的两根平行通电直导线M、N恰好处于静止状态,图中为垂直于导线的截面图,若M、N中的电流大小相等,下列说法可能正确的是(  )
A.电流方向相反,磁场方向竖直向上
B.电流方向相同,磁场方向竖直向上
C.电流方向相反,磁场方向竖直向下
D.电流方向相同,磁场方向竖直向下
三.填空题(共3小题)
18.闭合导线aba中通入电流I方向如右图所示,匀强磁场B垂直纸面向里,且与闭合导线平面垂直,直导线ab长为L,则闭合导线受到的安培力大小是    ,弯曲导线ab受到的安培力大小是    。
19.匀强磁场中有一根长度为0.5m重力为5N垂直于纸面水平放置的导体棒,用细线悬挂于O点。当导体棒通入方向垂直纸面向内的4A电流时,处于如图所示的静止状态,图中细线与竖直方向成30°夹角。磁场磁感应强度的最小值为   T,方向是   。
20.从1405~1433年,出生于云南的航海家郑和先后7次下西洋。在一望无际的茫茫大海中,利用指南针导航。指南针指南的一端是    极(选填“N”或“S”);安培力是磁场对通电导线的作用,如图所示长度L=0.3m的导体棒垂直磁场放置,磁感应强度B=1T,通入水平向右,大小为I=2A的电流,则导体棒受到的安培力向是    ,大小为    N。
四.实验题(共2小题)
21.按照如图所示进行实验。
(1)分别接通“1、4”和“2、3”,导线偏转的角度不同,说明导线受到的力的大小与    有关。
(2)只上下交换磁极的位置以改变磁场方向,导线受力的方向    (选填“改变”或“不改变”)。
(3)只改变导线中电流的方向,导线受力的方向    (选填“改变”或“不改变”)。
(4)通过实验说明:安培力的方向与磁场方向、电流方向之间的关系满足    。
22.如图所示,虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力,来测量磁场的磁感应强度大小,并判定其方向。所用部分器材已在图中给出,其中D为位于纸面内的U形金属框,其底边水平,两侧边竖直且等长;E为直流电源;R为电阻箱;A为电流表;S为开关,此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线,实验电路图如图所示。
(1)完成下列主要实验步骤中的填空。
①按图接线。
②保持开关S断开,在托盘内加入适量细沙,使D处于平衡状态,然后用天平称出细沙质量m1。
③闭合开关S,调节R的值使电流大小适当,在托盘内重新加入适量细沙,使D重新处于平衡状态;然后读出    ,并用天平称出    。
④用米尺测量    。
(2)用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小,可以得出B=   。
五.计算题(共3小题)
23.如图所示,竖直放置的通电直导线ab位于垂直纸面向里的匀强磁场中,磁感应强度B=5T,导线ab长L=0.2m,通以大小I=2A、方向向上的电流。
(1)判断导线ab所受的安培力的方向;
(2)求导线ab所受的安培力F的大小。
24.如图所示,两平行金属导轨间的距离L=0.4m,金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°,在导轨所在平面内,分布着磁感应强度B=0.5T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.5Ω的直流电源。现把一个质量为m=0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上,导体棒静止.导体棒与金属导轨垂直、且接触良好,与金属导轨接触的两点间的导体棒的电阻R=4Ω,金属导轨电阻不计,g取10m/s2。sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(1)导体棒中电流的大小;
(2)导体棒受到的安培力大小及方向;
(3)导体棒受到的摩擦力大小及方向。
25.如图所示,两根平行的水平光滑金属导轨M、N,电阻不计,相距L=0.2m,垂直导轨方向放一个质量m=4×10﹣2kg的金属棒ab,ab的电阻R0=0.5Ω,两金属导轨一端通过电阻R=2Ω和电源相连。电源电动势E=6V,内阻r=0.5Ω,若在整个区域施加一个水平方向的匀强磁场,使金属棒对导轨的压力恰好是零,并保持静止。(重力加速度g=10m/s2)求:
(1)整个电路中的电流是多大?
(2)所加的磁场磁感应强度大小和方向?
(3)导体棒ab产生的热功率P热是多大?
人教2019物理 选修二 1.1磁场对通电导线的作用力 同步练习
参考答案与试题解析
一.选择题(共12小题)
1-5:B D C B B 6-10:D D A D D 11-12:D C
二.多选题(共5小题)
13:ACD; 14:AD; 15:AD; 16:BD; 17:AC
三.填空题(共3小题)
18.0,BIL。
19.1.25,沿绳并指向左上方。
20.S;竖直向上;0.6。
四.实验题(共2小题)
21.(1)导线的长度;(2)改变;(3)改变;(4)左手定则。
22.(1)③重新处于平衡状态;此时细沙的质量m2;④D的底边长度L
(2)
23.(1)导线ab所受的安培力的方向水平向左;
(2)导线ab所受的安培力的大小为2N。
24.(1)整个电路中的电流是2A;
(2)所加的磁场磁感应强度大小为1T,方向水平向右;
(3)导体棒ab产生的热功率P热是2W。第10页(共10页)