1.1磁场对通电导线的作用力之应用—【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第二册同步检测
文档属性
| 名称 | 1.1磁场对通电导线的作用力之应用—【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第二册同步检测 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 195.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-12-03 08:15:43 | ||
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文档简介
1.1磁场对通电导线的作用力之应用
一、单选题
如图所示是磁电式电流表的结构，蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的，线圈中a、b两条导线长均为L，通以图示方向的电流I，两条导线所在处的磁感应强度大小均为B，则
A.
该磁场是匀强磁场
B.
线圈平面总与磁场方向垂直
C.
线圈将逆时针方向转动
D.
a、b导线各自受到的安培力大小总为ILB
在赤道上，地磁场可以看作是沿南北方向并且与地面平行的匀强磁场，磁感应强度是。如果赤道上有一条沿东西方向的直导线，长40m，载有20A的电流，地磁场对这根导线的作用力大小是???
A.
B.
C.
D.
关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是
A.
安培力的方向可以不垂直于直导线
B.
安培力的方向总是垂直于磁场的方向
C.
安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关
D.
将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半
二、多选题
如图所示为电磁轨道炮的工作原理图。待发射弹体与轨道保持良好接触，并可在两平行轨道之间无摩擦滑动。电流从一条轨道流入，通过弹体流回另一条轨道。轨道电流在弹体处形成垂直于轨道平面的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度的大小与电流I成正比。弹体在安培力的作用下滑行距离为L后离开轨道，则
A.
弹体向左高速射出
B.
电流I为原来2倍，弹体射出的速度也为原来2倍
C.
弹体的质量为原来2倍，射出的速度也为原来2倍
D.
滑行距离L为原来4倍，弹体射出的速度为原来2倍
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号干电池的正极上线框上端的弯折位置与正极良好接触，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，放手后线框就会发生转动，从而制成了一个“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.
如果导线框下面的两端P、Q有一端与磁铁表面不接触，线框也会发生转动
B.
如果磁铁吸附在电池负极的磁极调换一下，线框转动的方向也应该改变
C.
电池的输出功率一定大于线圈转动的机械功率
D.
线框由静止开始转动的过程中，通过线框中的电流大小始终不变
如图所示，导线框与电源、滑动变阻器、电流表、开关组成闭合回路，将导线框用弹簧测力计悬挂起来，导线框下端置于蹄形磁铁两极之间，与磁场方向垂直放置。在接通电路前先观察并记录下弹簧测力计的读数。接通电路，调节滑动变阻器使电流表读数为，观察并记录弹簧测力计此时的读数，继续调节滑动变阻器使电流表读数为，，，，观察并记录弹簧测力计相应的读数，，，。若实验过程中导线框下端都未离开蹄形磁铁两极之间的区域，且该区域的磁场可看作匀强磁场，则根据以上数据描绘出的弹簧测力计弹力大小F随电流I变化的图像可能是???
A.
B.
C.
D.
三、计算题
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，g取。已知，，求：
通过导体棒的电流；
导体棒受到的安培力的大小；
导体棒受到的摩擦力。
如图所示，将长为50cm、质量为10g的均匀金属棒ab的两端用两只相同的弹簧悬挂，金属棒ab处于水平状态。将金属棒ab置于垂直于纸面向里的匀强磁场中，当金属棒中通以的电流时，弹簧恰好未发生形变。g取。
匀强磁场的磁感应强度是多大？
当金属棒中通过大小为、方向由a到b的电流时，弹簧伸长1cm，如果电流方向由b到a，而电流大小不变，弹簧伸长又是多少？
载流长直导线周围磁场的磁感应强度大小为，式中常量，I为电流强度，r为与导线的距离。如图所示在水平长直导线MN正下方，用两根轻质绝缘细线将矩形线圈abcd悬挂起来使其处于静止状态。矩形线圈abcd通以逆时针方向的恒定电流。开始时MN内不通电流，此时两细线内的张力均为。当MN通以电流强度为的电流时，两细线内的张力均减小为。当MN内电流强度变为时，两细线内的张力均大于。
分别指出强度为、的电流的方向；
求MN分别通以强度为、的电流时，线框受到的安培力与大小之比；
当MN内的电流强度为时两细线恰好断裂，在此瞬间线圈的加速度大小为a，求的大小。
答案和解析
1.【答案】D
2.【答案】D
3.【答案】B
4.【答案】BD
5.【答案】ABC
6.【答案】BC
7.【答案】导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路，根据闭合电路欧姆定律有：
导体棒受到的安培力：，根据左手定则可得安培力沿斜面向上
导体棒所受重力沿斜面向下的分力
由于小于安培力，故导体棒受沿导轨向下的摩擦力f
根据共点力平衡条件
解得：，方向沿导轨向下
8.【答案】由题可以知道：??
即：
解之得：
当电流由时，金属棒的受力情况为：
????
即：
解之得：
当电流由，金属棒的受力情况为：
解之得：
9.【答案】当MN通以强度为的电流时，两细线内的张力均减小为，知此时线框所受安培力合力方向竖直向上，则ab边所受的安培力的向上，cd边所受安培力方向向下，知磁场方向垂直纸面向里，则方向向左；
当MN内电流强度变为时，两细线内的张力均大于。知此时线框所受安培力合力方向竖直向下，则ab边所受的安培力的向下，cd边所受安培力方向向上，知磁场方向垂直纸面向外，则方向向右；
当MN中通以电流I时，线圈所受安培力大小为
；
根据题意加速度向下：
根据第问结论：
方向向右。
第4页，共8页
一、单选题
如图所示是磁电式电流表的结构，蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的，线圈中a、b两条导线长均为L，通以图示方向的电流I，两条导线所在处的磁感应强度大小均为B，则
A.
该磁场是匀强磁场
B.
线圈平面总与磁场方向垂直
C.
线圈将逆时针方向转动
D.
a、b导线各自受到的安培力大小总为ILB
在赤道上，地磁场可以看作是沿南北方向并且与地面平行的匀强磁场，磁感应强度是。如果赤道上有一条沿东西方向的直导线，长40m，载有20A的电流，地磁场对这根导线的作用力大小是???
A.
B.
C.
D.
关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是
A.
安培力的方向可以不垂直于直导线
B.
安培力的方向总是垂直于磁场的方向
C.
安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关
D.
将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半
二、多选题
如图所示为电磁轨道炮的工作原理图。待发射弹体与轨道保持良好接触，并可在两平行轨道之间无摩擦滑动。电流从一条轨道流入，通过弹体流回另一条轨道。轨道电流在弹体处形成垂直于轨道平面的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度的大小与电流I成正比。弹体在安培力的作用下滑行距离为L后离开轨道，则
A.
弹体向左高速射出
B.
电流I为原来2倍，弹体射出的速度也为原来2倍
C.
弹体的质量为原来2倍，射出的速度也为原来2倍
D.
滑行距离L为原来4倍，弹体射出的速度为原来2倍
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号干电池的正极上线框上端的弯折位置与正极良好接触，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，放手后线框就会发生转动，从而制成了一个“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.
如果导线框下面的两端P、Q有一端与磁铁表面不接触，线框也会发生转动
B.
如果磁铁吸附在电池负极的磁极调换一下，线框转动的方向也应该改变
C.
电池的输出功率一定大于线圈转动的机械功率
D.
线框由静止开始转动的过程中，通过线框中的电流大小始终不变
如图所示，导线框与电源、滑动变阻器、电流表、开关组成闭合回路，将导线框用弹簧测力计悬挂起来，导线框下端置于蹄形磁铁两极之间，与磁场方向垂直放置。在接通电路前先观察并记录下弹簧测力计的读数。接通电路，调节滑动变阻器使电流表读数为，观察并记录弹簧测力计此时的读数，继续调节滑动变阻器使电流表读数为，，，，观察并记录弹簧测力计相应的读数，，，。若实验过程中导线框下端都未离开蹄形磁铁两极之间的区域，且该区域的磁场可看作匀强磁场，则根据以上数据描绘出的弹簧测力计弹力大小F随电流I变化的图像可能是???
A.
B.
C.
D.
三、计算题
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，g取。已知，，求：
通过导体棒的电流；
导体棒受到的安培力的大小；
导体棒受到的摩擦力。
如图所示，将长为50cm、质量为10g的均匀金属棒ab的两端用两只相同的弹簧悬挂，金属棒ab处于水平状态。将金属棒ab置于垂直于纸面向里的匀强磁场中，当金属棒中通以的电流时，弹簧恰好未发生形变。g取。
匀强磁场的磁感应强度是多大？
当金属棒中通过大小为、方向由a到b的电流时，弹簧伸长1cm，如果电流方向由b到a，而电流大小不变，弹簧伸长又是多少？
载流长直导线周围磁场的磁感应强度大小为，式中常量，I为电流强度，r为与导线的距离。如图所示在水平长直导线MN正下方，用两根轻质绝缘细线将矩形线圈abcd悬挂起来使其处于静止状态。矩形线圈abcd通以逆时针方向的恒定电流。开始时MN内不通电流，此时两细线内的张力均为。当MN通以电流强度为的电流时，两细线内的张力均减小为。当MN内电流强度变为时，两细线内的张力均大于。
分别指出强度为、的电流的方向；
求MN分别通以强度为、的电流时，线框受到的安培力与大小之比；
当MN内的电流强度为时两细线恰好断裂，在此瞬间线圈的加速度大小为a，求的大小。
答案和解析
1.【答案】D
2.【答案】D
3.【答案】B
4.【答案】BD
5.【答案】ABC
6.【答案】BC
7.【答案】导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路，根据闭合电路欧姆定律有：
导体棒受到的安培力：，根据左手定则可得安培力沿斜面向上
导体棒所受重力沿斜面向下的分力
由于小于安培力，故导体棒受沿导轨向下的摩擦力f
根据共点力平衡条件
解得：，方向沿导轨向下
8.【答案】由题可以知道：??
即：
解之得：
当电流由时，金属棒的受力情况为：
????
即：
解之得：
当电流由，金属棒的受力情况为：
解之得：
9.【答案】当MN通以强度为的电流时，两细线内的张力均减小为，知此时线框所受安培力合力方向竖直向上，则ab边所受的安培力的向上，cd边所受安培力方向向下，知磁场方向垂直纸面向里，则方向向左；
当MN内电流强度变为时，两细线内的张力均大于。知此时线框所受安培力合力方向竖直向下，则ab边所受的安培力的向下，cd边所受安培力方向向上，知磁场方向垂直纸面向外，则方向向右；
当MN中通以电流I时，线圈所受安培力大小为
；
根据题意加速度向下：
根据第问结论：
方向向右。
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