2.3磁场对通电导线的作用 试卷（含答案） (2)
文档属性
| 名称 | 2.3磁场对通电导线的作用 试卷（含答案） (2) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 109.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2016-12-06 10:58:43 | ||
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文档简介
2.3磁场对通电导线的作用
试卷（含答案）
一、选择题
1.在国际单位制中,磁感应强度的单位是 ( )
A.特斯拉
B.牛顿
C.安培
D.伏特
2.在磁感应强度的定义式B=中,有关各物理量间的关系,下列说法中正确的是 ( )
A.B由F、I和L决定
B.F由B、I和L决定
C.I由B、F和L决定
D.L由B、F和I决定
3.有关磁感应强度的下列说法中,正确的是 ( )
A.磁感应强度是用来表示磁场强弱的物理量
B.若有一小段通电导体在某点不受磁场力的作用,则该点的磁感应强度一定为零
C.若有一小段长为L,通以电流为I的导体,在磁场中某处受到的磁场力为F,则该处磁感应强度的大小一定是
D.由定义式B=可知,电流强度I越大,导线L越长,某点的磁感应强度就越小
4.在匀强磁场中,有一条与磁场垂直、长为1.5m的通电直导线,导线中的电流为5.0A。所受安培力的大小为1.8N,该磁场磁感应强度的大小为 ( )
A.0.3T
B.0.24T
C.4.2T
D.0.54T
5.在图中,标出了磁场的方向、通电直导线中电流I的方向以及通电直导线所受安培力F的方向,其中正确的是 ( )
6.如图所示,用两根相同的细绳水平悬挂一段均匀载流直导线MN,电流I方向从M到N,绳子的拉力均为F。为使F=0,可能达到要求的方法是 ( )
A.加水平向右的磁场
B.加水平向左的磁场
C.加垂直纸面向里的磁场
D.加垂直纸面向外的磁场
7.如图所示,在匀强磁场B中,一根粗细均匀的通电导线置于水平桌面上,此时导线对桌面有压力作用,要使导线对桌面的压力为零,下列措施中可行的是( )
A.增大电流强度
B.减小磁感应强度
C.使电流反向
D.使磁场反向
8.把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来,使它下端刚好跟杯中的水银面接触,并使它组成如图所示的电路。当开关S接通后将看到的现象是 ( )
A.弹簧向上收缩
B.弹簧被拉长
C.弹簧上下跳动
D.弹簧仍静止不动
二、填空题
9.如图所示,棒AB长L=0.1m,质量m=0.1kg,通有电流,电流强度I=10A,当加一个垂直纸面向里的磁场时,悬线拉力恰好为零。则磁感应强度的大小为_______;电流的方向_____________。(g取10N/kg)
10.如图所示,把长L=0.5m的导体棒,垂直放入磁感应强度B=1T的匀强磁场中。当导体棒中通有方向水平向右、大小I=2A的电流时,导体棒受到的安培力大小F=________N,方向______(选填“向上”或“向下”)。
11.如图所示,在磁感应强度大小为B,方向竖直向下的匀强磁场中,垂直于磁场方向放置长度为L的通电导体MN。若导体中的电流大小为I,且方向由M到N,则MN受到的安培力的大小为__________,方向_______________。
12.如图所示,矩形导线框ABCD用细线悬挂,水平边AB长L=0.3m,导线框的下部分处在有界的匀强磁场中,磁感应强度B=2T,方向垂直导线框平面向里。导线框中通过的电流大小为I=5A,方向如图所示,此时细线对导线框的拉力恰好为零。重力加速度g取10m/s2。则AB边所受安培力大小为_____________,方向为______________。
三、计算题
13.把长L=0.2m的导体棒置于磁感应强度B=1.0×10-2T的匀强磁场中,使导体棒和磁场方向垂直,如图所示若导体棒中的电流I=2.0A,方向向左,则导体棒受到的安培力大小为多少 安培力的方向如何
14.如图所示,水平放置的两平行金属轨道与输出电压为6V的直流电源相连,两轨道相距0.2m,一质量为0.04kg的均匀金属棒ab垂直放在金属轨道上。在下列情况中,金属棒始终处于静止状态。图中滑动变阻器接入电路的电阻为3Ω,其余电阻不计,g取10m/s2。
(1)在金属棒所在空间加一个垂直于ab方向的匀强磁场,使金属棒对轨道的压力恰好为零,试求匀强磁场的磁感应强度的大小和方向。
(2)如果磁感应强度的大小变为原来的,方向绕ab顺时针转过37°角,其他条件不变,求轨道对金属棒的支持力和摩擦力的大小。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
答案解析
1.【解析】选A。磁感应强度的单位为特斯拉,力的单位为牛顿,电流的单位为安培,电压的单位为伏特。
2.【解析】选B。磁感应强度是磁场中某点的固有性质,与放入什么样的导线无关,电流是由导线的电阻和导线两端的电压决定的,而导线长度更是与磁场没有关系,在放入磁场前就确定了,B正确。
3.【解析】选A。磁感应强度的引入目的就是用来描述磁场的强弱,因此选项A是正确的;磁感应强度是与电流I和导线长度L无关的物理量,定义式成立的条件是B=中的B、F、L相互垂直,所以选项B、C、D皆是错误的。
4.【解析】选B。由F=BIL得B==T=0.24T,B对。
5.【解析】选C。根据左手定则,A中导线所受安培力向下,B中导线不受安培力作用,C中导线所受安培力向下,D中导线所受安培力垂直纸面向外,C正确。
6.【解析】选C。要使绳子的拉力变为零,加上磁场后,应使导线所受安培力等于导线的重力,由左手定则可判断,所加磁场方向应垂直纸面向里,导线所受安培力向上。
7.【解析】选A。通电导线受到重力、支持力和向上的安培力而三力平衡,当安培力增大到等于重力时,导线对桌面的压力为零,由F=BIL知,可以增大电流,A正确。
8.【解析】选C。弹簧在重力作用下与液面接触,构成回路,开关S接通螺线管,每一环中电流方向同向,相互吸引而收缩,收缩后电路断路,弹簧恢复原长,电路又重新接通,如此往复。
9.【解析】悬线拉力恰好为零,则安培力等于重力,即BIL=mg,则B==T=1T;由平衡条件知,安培力竖直向上,再根据左手定则,可判断电流的方向向右。
答案:1T 向右
10.【解析】根据安培力公式F安=BIL=1×2×0.5N=1N,根据左手定则可知安培力方向向上。
答案:1 向上
11.【解析】根据安培力大小公式可得F=BIL;根据左手定则可判断出安培力的方向垂直纸面向里。
答案:BIL 垂直纸面向里
12.【解析】由左手定则可知导线AB在磁场中受到的安培力的方向竖直向上,安培力的大小为
F=BIL=2×5×0.3N=3N。
答案:3N 竖直向上
13.【解析】根据安培力公式F=BIL=1.0×10-2×2.0×0.2N=4×10-3N。由左手定则可知,安培力的方向竖直向下。
答案:4×10-3N 方向竖直向下
14.【解析】(1)若使金属棒对轨道的压力恰好为零,则金属棒受到安培力方向向上。I==2A
F=BIL=mg,B==1T
根据左手定则判断磁感应强度的方向水平向左
(2)当磁感应强度方向绕ab轴顺时针转过37°后金属棒受力情况如图所示,则此时的安培力大小为F1=
FN+F1cos37°=mg
解得FN=0.32N
Ff=F1sin37°=0.06N
答案:(1)1T 方向水平向左
(2)0.32N 0.06N
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试卷（含答案）
一、选择题
1.在国际单位制中,磁感应强度的单位是 ( )
A.特斯拉
B.牛顿
C.安培
D.伏特
2.在磁感应强度的定义式B=中,有关各物理量间的关系,下列说法中正确的是 ( )
A.B由F、I和L决定
B.F由B、I和L决定
C.I由B、F和L决定
D.L由B、F和I决定
3.有关磁感应强度的下列说法中,正确的是 ( )
A.磁感应强度是用来表示磁场强弱的物理量
B.若有一小段通电导体在某点不受磁场力的作用,则该点的磁感应强度一定为零
C.若有一小段长为L,通以电流为I的导体,在磁场中某处受到的磁场力为F,则该处磁感应强度的大小一定是
D.由定义式B=可知,电流强度I越大,导线L越长,某点的磁感应强度就越小
4.在匀强磁场中,有一条与磁场垂直、长为1.5m的通电直导线,导线中的电流为5.0A。所受安培力的大小为1.8N,该磁场磁感应强度的大小为 ( )
A.0.3T
B.0.24T
C.4.2T
D.0.54T
5.在图中,标出了磁场的方向、通电直导线中电流I的方向以及通电直导线所受安培力F的方向,其中正确的是 ( )
6.如图所示,用两根相同的细绳水平悬挂一段均匀载流直导线MN,电流I方向从M到N,绳子的拉力均为F。为使F=0,可能达到要求的方法是 ( )
A.加水平向右的磁场
B.加水平向左的磁场
C.加垂直纸面向里的磁场
D.加垂直纸面向外的磁场
7.如图所示,在匀强磁场B中,一根粗细均匀的通电导线置于水平桌面上,此时导线对桌面有压力作用,要使导线对桌面的压力为零,下列措施中可行的是( )
A.增大电流强度
B.减小磁感应强度
C.使电流反向
D.使磁场反向
8.把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来,使它下端刚好跟杯中的水银面接触,并使它组成如图所示的电路。当开关S接通后将看到的现象是 ( )
A.弹簧向上收缩
B.弹簧被拉长
C.弹簧上下跳动
D.弹簧仍静止不动
二、填空题
9.如图所示,棒AB长L=0.1m,质量m=0.1kg,通有电流,电流强度I=10A,当加一个垂直纸面向里的磁场时,悬线拉力恰好为零。则磁感应强度的大小为_______;电流的方向_____________。(g取10N/kg)
10.如图所示,把长L=0.5m的导体棒,垂直放入磁感应强度B=1T的匀强磁场中。当导体棒中通有方向水平向右、大小I=2A的电流时,导体棒受到的安培力大小F=________N,方向______(选填“向上”或“向下”)。
11.如图所示,在磁感应强度大小为B,方向竖直向下的匀强磁场中,垂直于磁场方向放置长度为L的通电导体MN。若导体中的电流大小为I,且方向由M到N,则MN受到的安培力的大小为__________,方向_______________。
12.如图所示,矩形导线框ABCD用细线悬挂,水平边AB长L=0.3m,导线框的下部分处在有界的匀强磁场中,磁感应强度B=2T,方向垂直导线框平面向里。导线框中通过的电流大小为I=5A,方向如图所示,此时细线对导线框的拉力恰好为零。重力加速度g取10m/s2。则AB边所受安培力大小为_____________,方向为______________。
三、计算题
13.把长L=0.2m的导体棒置于磁感应强度B=1.0×10-2T的匀强磁场中,使导体棒和磁场方向垂直,如图所示若导体棒中的电流I=2.0A,方向向左,则导体棒受到的安培力大小为多少 安培力的方向如何
14.如图所示,水平放置的两平行金属轨道与输出电压为6V的直流电源相连,两轨道相距0.2m,一质量为0.04kg的均匀金属棒ab垂直放在金属轨道上。在下列情况中,金属棒始终处于静止状态。图中滑动变阻器接入电路的电阻为3Ω,其余电阻不计,g取10m/s2。
(1)在金属棒所在空间加一个垂直于ab方向的匀强磁场,使金属棒对轨道的压力恰好为零,试求匀强磁场的磁感应强度的大小和方向。
(2)如果磁感应强度的大小变为原来的,方向绕ab顺时针转过37°角,其他条件不变,求轨道对金属棒的支持力和摩擦力的大小。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
答案解析
1.【解析】选A。磁感应强度的单位为特斯拉,力的单位为牛顿,电流的单位为安培,电压的单位为伏特。
2.【解析】选B。磁感应强度是磁场中某点的固有性质,与放入什么样的导线无关,电流是由导线的电阻和导线两端的电压决定的,而导线长度更是与磁场没有关系,在放入磁场前就确定了,B正确。
3.【解析】选A。磁感应强度的引入目的就是用来描述磁场的强弱,因此选项A是正确的;磁感应强度是与电流I和导线长度L无关的物理量,定义式成立的条件是B=中的B、F、L相互垂直,所以选项B、C、D皆是错误的。
4.【解析】选B。由F=BIL得B==T=0.24T,B对。
5.【解析】选C。根据左手定则,A中导线所受安培力向下,B中导线不受安培力作用,C中导线所受安培力向下,D中导线所受安培力垂直纸面向外,C正确。
6.【解析】选C。要使绳子的拉力变为零,加上磁场后,应使导线所受安培力等于导线的重力,由左手定则可判断,所加磁场方向应垂直纸面向里,导线所受安培力向上。
7.【解析】选A。通电导线受到重力、支持力和向上的安培力而三力平衡,当安培力增大到等于重力时,导线对桌面的压力为零,由F=BIL知,可以增大电流,A正确。
8.【解析】选C。弹簧在重力作用下与液面接触,构成回路,开关S接通螺线管,每一环中电流方向同向,相互吸引而收缩,收缩后电路断路,弹簧恢复原长,电路又重新接通,如此往复。
9.【解析】悬线拉力恰好为零,则安培力等于重力,即BIL=mg,则B==T=1T;由平衡条件知,安培力竖直向上,再根据左手定则,可判断电流的方向向右。
答案:1T 向右
10.【解析】根据安培力公式F安=BIL=1×2×0.5N=1N,根据左手定则可知安培力方向向上。
答案:1 向上
11.【解析】根据安培力大小公式可得F=BIL;根据左手定则可判断出安培力的方向垂直纸面向里。
答案:BIL 垂直纸面向里
12.【解析】由左手定则可知导线AB在磁场中受到的安培力的方向竖直向上,安培力的大小为
F=BIL=2×5×0.3N=3N。
答案:3N 竖直向上
13.【解析】根据安培力公式F=BIL=1.0×10-2×2.0×0.2N=4×10-3N。由左手定则可知,安培力的方向竖直向下。
答案:4×10-3N 方向竖直向下
14.【解析】(1)若使金属棒对轨道的压力恰好为零,则金属棒受到安培力方向向上。I==2A
F=BIL=mg,B==1T
根据左手定则判断磁感应强度的方向水平向左
(2)当磁感应强度方向绕ab轴顺时针转过37°后金属棒受力情况如图所示,则此时的安培力大小为F1=
FN+F1cos37°=mg
解得FN=0.32N
Ff=F1sin37°=0.06N
答案:(1)1T 方向水平向左
(2)0.32N 0.06N
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