第1节 磁场对通电导线的作用力（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第1节 磁场对通电导线的作用力（Word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 386.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-12 20:19:14 | ||
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文档简介
2021-2022学年人教版（2019）选择性必修第二册第一章第1节磁场对通电导线的作用力
能力提升练习
一、单选题
1． 如图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘线水平吊起通电直导线A，导线与螺线管垂直。A中的“×”表示导线中电流的方向垂直于纸面向里。电键S闭合前、后，绝缘线对导线A的作用力大小的变化情况是：（ ）
A．增大 B．减小 C．不变 D．不能确定
2． 如图所示，28根通有同向等大电流的长直导线（彼此绝缘）正好紧密排列在以O为圆心的圆周上，直径BD水平，AC竖直，直导线中电流方向均垂直纸面向外，现将B处的长直导线撤走，而将C处的长直导线平移到圆心O处，则圆心O处的长直导线所受安培力的方向（ ）
A．沿∠COB的角平分线向下 B．沿∠AOD的角平分线向上
C．沿∠AOB的角平分线向上 D．沿∠COD的角平分线向下
3． 如图，“L”型导线abc固定并垂直放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，，ab长为l，bc长为，导线通入恒定电流I，设导线受到的安培力大小为F，方向与bc夹角为θ，则
A．， B．，
C．， D．，
4． 如图所示，倾角为的光滑固定斜面体处于垂直斜面向下的匀强磁场中，在斜面上有一根长为L、质量为m的导体棒，当导体棒中电流为I时恰能保持静止，重力加速度为g。则磁感应强度B的大小为（ ）
A． B． C． D．
5． 在绝缘圆柱体上a、b两个位置固定有两个金属圆环，当两环通有图示电流时，b处金属圆环受到的安培力大小为；若将b处金属圆环移动到位置c且电流不变，则金属圆环受到的安培力大小为。今保持b处金属圆环原来位置与电流不变，在位置c再放置一个同样的金属圆环，并通有与a处金属圆环同向、大小为的电流，则在位置a的金属圆环受到的安培力（ ）
A．大小为，方向向右
B．大小为，方向向右
C．大小为，方向向左
D．大小为，方向向左
6． 将一段裸铜导线弯成如图甲所示形状的线框，将它置于一节5号干电池上（线框上端的弯折处A与正极接触良好），一块圆柱形强磁铁吸附在电池的负极，使铜导线框下面的两端P、Q与磁铁表面保持良好接触，放手后线框就会开始转动，成为一个“简易电动机”，如图乙所示。关于该“简易电动机”，下列说法中正确的是（ ）
A．线框会转动是由于受到电场力的作用
B．电路中的热功率等于线框旋转的机械功率
C．如果磁铁吸附在电池负极的是S极，那么从上向下看，线框做逆时针转动
D．如果线框下面只有一端导线与磁铁良好接触，则线框将上下振动
7． 某同学画的表示磁感应强度B、电流和安培力F的相互关系如下列选项图所示，其中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
8． 如图所示，三根长直导线的竖直剖面图在空间构成等边三角形，导线中通有大小相等、方向垂直纸面向里的电流，导线C位于水平面上并处于静止状态，则关于导线C的受力情况正确的是（ ）
A．受到的支持力大于重力 B．受到的支持力小于重力
C．受到的摩擦力水平向右 D．受到的摩擦力水平向左
9． 如图所示，由4根相同导体棒连接而成的正方形线框固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，顶点A、B与直流电源两端相接，已知导体棒AB受到的安培力大小为F，则线框受到的安培力的合力大小为（ ）
A． B． C． D．
10．如图所示，原来静止的圆线圈可以自由移动，在圆线圈直径MN上靠近N点处放置一根垂直于线圈平面的固定不动的通电直导线，导线中电流从外向里流动．当在圆线圈中通以逆时针方向的电流I时，圆线圈将会( )
A．受力向左平动 B．受力向右平动
C．不受力，平衡不动 D．以MN为轴转动
二、多选题
11．如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，其中央正上方固定一根直导线，导线与磁铁垂直，当导线中通以垂直纸面向外的电流时（ ）
A．磁铁对桌面的压力减小、不受桌面摩擦力的作用
B．磁铁对桌面的压力增大、受到桌面摩擦力的作用
C．磁铁对导线的力和导线对磁铁的力是一对作用力与反作用力
D．磁铁的重力和桌面对磁铁的支持力是一对平衡力
12．以下说法中正确的是（ ）
A．磁体与磁体间的相互作用是通过磁场产生的
B．电流与电流间的相互作用是通过电场产生的
C．磁体与电流间的相互作用是通过电场和磁场产生的
D．磁场的基本性质是对处于其中的磁体或电流有力的作用
13．如图所示，一导线弯成直径为d的半圆形闭合回路，虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面，回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直。从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列说法中正确的是（ ）
A．CD段直导线始终不受安培力
B．感应电流方向为逆时针方向
C．感应电动势的最大值E＝Bdv
D．感应电动势的平均值＝πBdv
14．我国西电东送“大动脉”超高压直流输电工程西起宁夏银川，东至山东青岛，线路全长1333公里，额定输送量400万千瓦。设某段沿东西方向的两条平行输电线在同一水平面内，且与电源、负载组成闭合回路，已知这段输电线所在处的地磁场方向与地面平行，则（ ）
A．两条输电线中电流间相互作用的安培力为引力
B．两条输电线中电流间相互作用的安培力为斥力
C．地磁场对两条输电线中电流的作用力方向相反
D．地磁场对两条输电线中电流的作用力方向均竖直向上
15．粗糙绝缘水平面上垂直穿过两根长直导线，俯视图如图所示，两根导线中通有大小相同、方向相反的电流，电流方向如图所示，水平面上一带电滑块（电性未知）以某一初速度v沿两导线连线的中垂线射入，运动过程中滑块始终未脱离水平面，下列说法正确的是（ ）
A．滑块所受洛伦兹力方向沿垂直平分线与速度方向相同
B．滑块一定做匀变速直线运动
C．两导线之间有相互作用的引力
D．两导线之间有相互作用的斥力
三、解答题
16．电磁弹射就是采用电磁的能量来推动被弹射的物体向外运动，电磁弹射的主要应用范 围是大载荷的短程加速，在军事上比较典型的是航空母舰上的舰载飞机起飞弹射。如图甲为舰载机起飞示意图，舰载机在自身推力和磁悬浮电磁弹射车水平推力的作用下达到起飞速度。电磁弹射轨道可简化为图乙所示放在水平面上的平行金属导轨，导轨间充满竖直向上的匀强磁场，电流通过磁悬浮电磁弹射车时在安培力作用下推动舰载机加速运动。已知某舰载机质量m=3.0104kg，发动机提供的推力为3.0105N (设推力保持不变)，舰载机运动时所受阻力恒为舰载机重的0.1倍，无电磁弹射系统时舰载机滑行200m达到起飞速度。当加装电磁弹射系统后，电磁轨道间距d=2m，匀强磁场磁感强度B=10T，航空母舰提供 给电磁弹射系统的电流I=4.5103A，不计磁悬浮电磁弹射车的质量和其它能量损耗，g取10m/s2。求：
(1)电磁弹射系统使舰载机增加了多大的动力？
(2)使用电磁弹射装置后该舰载机滑行多远就能达到起飞速度？
17．质量为的通电细杆ab置于倾角为的平行放置的导轨上，导轨间的距离，杆ab与导轨间的动摩擦因数，磁感应强度的匀强磁场与导轨平面垂直且方向向下，如图所示。现调节滑动变阻器的触头，为使杆ab静止不动，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，（，，g取）求：
（1）通过杆ab电流大小的范围。
（2）若ab杆中的电流为0.2A，且导轨是光滑的，其他条件不变，则要使ab杆静止至少要施加一个多大的力？方向如何？
2021-2022学年人教版（2019）选择性必修第二册第一章第1节磁场对通电导线的作用力（参考答案）
一、单选题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A B D A D C D C C D
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 AC AD BD BC BD
三、解答题
16．(1)(2)150m
17．（1）；（2）0.04N；方向沿导轨平面向上
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能力提升练习
一、单选题
1． 如图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘线水平吊起通电直导线A，导线与螺线管垂直。A中的“×”表示导线中电流的方向垂直于纸面向里。电键S闭合前、后，绝缘线对导线A的作用力大小的变化情况是：（ ）
A．增大 B．减小 C．不变 D．不能确定
2． 如图所示，28根通有同向等大电流的长直导线（彼此绝缘）正好紧密排列在以O为圆心的圆周上，直径BD水平，AC竖直，直导线中电流方向均垂直纸面向外，现将B处的长直导线撤走，而将C处的长直导线平移到圆心O处，则圆心O处的长直导线所受安培力的方向（ ）
A．沿∠COB的角平分线向下 B．沿∠AOD的角平分线向上
C．沿∠AOB的角平分线向上 D．沿∠COD的角平分线向下
3． 如图，“L”型导线abc固定并垂直放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，，ab长为l，bc长为，导线通入恒定电流I，设导线受到的安培力大小为F，方向与bc夹角为θ，则
A．， B．，
C．， D．，
4． 如图所示，倾角为的光滑固定斜面体处于垂直斜面向下的匀强磁场中，在斜面上有一根长为L、质量为m的导体棒，当导体棒中电流为I时恰能保持静止，重力加速度为g。则磁感应强度B的大小为（ ）
A． B． C． D．
5． 在绝缘圆柱体上a、b两个位置固定有两个金属圆环，当两环通有图示电流时，b处金属圆环受到的安培力大小为；若将b处金属圆环移动到位置c且电流不变，则金属圆环受到的安培力大小为。今保持b处金属圆环原来位置与电流不变，在位置c再放置一个同样的金属圆环，并通有与a处金属圆环同向、大小为的电流，则在位置a的金属圆环受到的安培力（ ）
A．大小为，方向向右
B．大小为，方向向右
C．大小为，方向向左
D．大小为，方向向左
6． 将一段裸铜导线弯成如图甲所示形状的线框，将它置于一节5号干电池上（线框上端的弯折处A与正极接触良好），一块圆柱形强磁铁吸附在电池的负极，使铜导线框下面的两端P、Q与磁铁表面保持良好接触，放手后线框就会开始转动，成为一个“简易电动机”，如图乙所示。关于该“简易电动机”，下列说法中正确的是（ ）
A．线框会转动是由于受到电场力的作用
B．电路中的热功率等于线框旋转的机械功率
C．如果磁铁吸附在电池负极的是S极，那么从上向下看，线框做逆时针转动
D．如果线框下面只有一端导线与磁铁良好接触，则线框将上下振动
7． 某同学画的表示磁感应强度B、电流和安培力F的相互关系如下列选项图所示，其中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
8． 如图所示，三根长直导线的竖直剖面图在空间构成等边三角形，导线中通有大小相等、方向垂直纸面向里的电流，导线C位于水平面上并处于静止状态，则关于导线C的受力情况正确的是（ ）
A．受到的支持力大于重力 B．受到的支持力小于重力
C．受到的摩擦力水平向右 D．受到的摩擦力水平向左
9． 如图所示，由4根相同导体棒连接而成的正方形线框固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，顶点A、B与直流电源两端相接，已知导体棒AB受到的安培力大小为F，则线框受到的安培力的合力大小为（ ）
A． B． C． D．
10．如图所示，原来静止的圆线圈可以自由移动，在圆线圈直径MN上靠近N点处放置一根垂直于线圈平面的固定不动的通电直导线，导线中电流从外向里流动．当在圆线圈中通以逆时针方向的电流I时，圆线圈将会( )
A．受力向左平动 B．受力向右平动
C．不受力，平衡不动 D．以MN为轴转动
二、多选题
11．如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，其中央正上方固定一根直导线，导线与磁铁垂直，当导线中通以垂直纸面向外的电流时（ ）
A．磁铁对桌面的压力减小、不受桌面摩擦力的作用
B．磁铁对桌面的压力增大、受到桌面摩擦力的作用
C．磁铁对导线的力和导线对磁铁的力是一对作用力与反作用力
D．磁铁的重力和桌面对磁铁的支持力是一对平衡力
12．以下说法中正确的是（ ）
A．磁体与磁体间的相互作用是通过磁场产生的
B．电流与电流间的相互作用是通过电场产生的
C．磁体与电流间的相互作用是通过电场和磁场产生的
D．磁场的基本性质是对处于其中的磁体或电流有力的作用
13．如图所示，一导线弯成直径为d的半圆形闭合回路，虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面，回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直。从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列说法中正确的是（ ）
A．CD段直导线始终不受安培力
B．感应电流方向为逆时针方向
C．感应电动势的最大值E＝Bdv
D．感应电动势的平均值＝πBdv
14．我国西电东送“大动脉”超高压直流输电工程西起宁夏银川，东至山东青岛，线路全长1333公里，额定输送量400万千瓦。设某段沿东西方向的两条平行输电线在同一水平面内，且与电源、负载组成闭合回路，已知这段输电线所在处的地磁场方向与地面平行，则（ ）
A．两条输电线中电流间相互作用的安培力为引力
B．两条输电线中电流间相互作用的安培力为斥力
C．地磁场对两条输电线中电流的作用力方向相反
D．地磁场对两条输电线中电流的作用力方向均竖直向上
15．粗糙绝缘水平面上垂直穿过两根长直导线，俯视图如图所示，两根导线中通有大小相同、方向相反的电流，电流方向如图所示，水平面上一带电滑块（电性未知）以某一初速度v沿两导线连线的中垂线射入，运动过程中滑块始终未脱离水平面，下列说法正确的是（ ）
A．滑块所受洛伦兹力方向沿垂直平分线与速度方向相同
B．滑块一定做匀变速直线运动
C．两导线之间有相互作用的引力
D．两导线之间有相互作用的斥力
三、解答题
16．电磁弹射就是采用电磁的能量来推动被弹射的物体向外运动，电磁弹射的主要应用范 围是大载荷的短程加速，在军事上比较典型的是航空母舰上的舰载飞机起飞弹射。如图甲为舰载机起飞示意图，舰载机在自身推力和磁悬浮电磁弹射车水平推力的作用下达到起飞速度。电磁弹射轨道可简化为图乙所示放在水平面上的平行金属导轨，导轨间充满竖直向上的匀强磁场，电流通过磁悬浮电磁弹射车时在安培力作用下推动舰载机加速运动。已知某舰载机质量m=3.0104kg，发动机提供的推力为3.0105N (设推力保持不变)，舰载机运动时所受阻力恒为舰载机重的0.1倍，无电磁弹射系统时舰载机滑行200m达到起飞速度。当加装电磁弹射系统后，电磁轨道间距d=2m，匀强磁场磁感强度B=10T，航空母舰提供 给电磁弹射系统的电流I=4.5103A，不计磁悬浮电磁弹射车的质量和其它能量损耗，g取10m/s2。求：
(1)电磁弹射系统使舰载机增加了多大的动力？
(2)使用电磁弹射装置后该舰载机滑行多远就能达到起飞速度？
17．质量为的通电细杆ab置于倾角为的平行放置的导轨上，导轨间的距离，杆ab与导轨间的动摩擦因数，磁感应强度的匀强磁场与导轨平面垂直且方向向下，如图所示。现调节滑动变阻器的触头，为使杆ab静止不动，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，（，，g取）求：
（1）通过杆ab电流大小的范围。
（2）若ab杆中的电流为0.2A，且导轨是光滑的，其他条件不变，则要使ab杆静止至少要施加一个多大的力？方向如何？
2021-2022学年人教版（2019）选择性必修第二册第一章第1节磁场对通电导线的作用力（参考答案）
一、单选题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A B D A D C D C C D
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 AC AD BD BC BD
三、解答题
16．(1)(2)150m
17．（1）；（2）0.04N；方向沿导轨平面向上
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