人教版選修11 2.3磁場對通電導(dǎo)線的作用 課時作業(yè) .doc

課時訓(xùn)練9磁場對通電導(dǎo)線的作用題組一磁感應(yīng)強度的理解1.關(guān)于磁感應(yīng)強度,下列說法正確的是()a.磁場中某處的磁感應(yīng)強度大小,就是長度為l、所通電流為i的一段直導(dǎo)線放在該處時,通電導(dǎo)線所受安培力f與i、l乘積的比值b.一小段通電直導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向就是該處的磁感應(yīng)強度方向c.磁場中某點的磁感應(yīng)強度的大小和方向與放在該處的通電短直導(dǎo)線受到的安培力的大小和方向無關(guān)d.一小段通電直導(dǎo)線在某處不受磁場力作用,說明此處磁感應(yīng)強度為零解析:利用磁感應(yīng)強度公式b=的前提是通電導(dǎo)線與磁場垂直,故a項錯誤;由左手定則可知,一小段通電直導(dǎo)線在磁場中某點所受安培力方向與該處的磁場方向垂直,故b項錯誤;磁場中某點的磁感應(yīng)強度的大小和方向是客觀存在的,它是由磁場本身決定的,與該處放不放通電導(dǎo)線無關(guān),故c項正確;當(dāng)一段通電直導(dǎo)線在磁場中某處與磁場方向平行放置時,它就不受安培力的作用,但該處的磁感應(yīng)強度不為零,故d項也錯誤.答案:c2.先后在磁場中a、b兩點引入長度相等的短直導(dǎo)線,導(dǎo)線與磁場方向垂直.如圖所示,圖中a、b兩圖線分別表示在磁場中a、b兩點導(dǎo)線所受的力f與通過導(dǎo)線的電流i的關(guān)系.下列說法中正確的是()a.a、b兩點磁感應(yīng)強度相等b.a點的磁感應(yīng)強度大于b點的磁感應(yīng)強度c.a點的磁感應(yīng)強度小于b點的磁感應(yīng)強度d.無法比較磁感應(yīng)強度的大小解析:導(dǎo)線受到的磁場力f=bil=bli.對于題圖給出的f-i圖線,直線的斜率k=bl,由題圖可知kakb,又因a、b兩處導(dǎo)線的長度l相同,故a點的磁感應(yīng)強度大于b點的磁感應(yīng)強度,選項b正確.答案:b3.某地放置有一根長l=500 m的導(dǎo)線,所通電流為10 a,已知該導(dǎo)線所受地磁場的最大磁場力f=0.2 n,求該處地磁場的磁感應(yīng)強度為多大.解析:通電導(dǎo)線處在地磁場中,根據(jù)磁感應(yīng)強度的定義,只有通電導(dǎo)線與磁場垂直時,所受的磁場力最大.由公式f=bil得b=得b= t=4.010-5 t.答案:4.010-5 t題組二安培力及其應(yīng)用4.一段通電直導(dǎo)線放在同一勻強磁場中的三個不同位置,如圖所示.則()a.b情況下導(dǎo)線不受安培力b.b、c兩種情況下導(dǎo)線都不受安培力c.c情況下導(dǎo)線受的安培力大于a情況下導(dǎo)線受的安培力d.a、b情況下,導(dǎo)線所受安培力大小相等解析:由安培力大小的決定因素可知題圖b中電流與磁場方向平行時,電流不受安培力,所以b、d項錯,a項正確;a、c兩種情況中電流均與磁場方向垂直,所以安培力大小相等,因此c項錯誤.答案:a5.下列說法中錯誤的是()a.電荷處在電場強度為零的地方,受到的電場力一定為零b.一小段通電導(dǎo)線放在磁感應(yīng)強度為零的地方,受到的磁場力一定為零c.一小段通電導(dǎo)體在某處不受磁場力的作用,則該處磁感應(yīng)強度為零d.電荷在某處不受到電場力的作用,則該處電場為零答案:c6.下列關(guān)于通電導(dǎo)體在磁場中所受安培力方向正確的是()答案:b7.如圖所示磁感應(yīng)強度b、電流i和安培力f之間的方向關(guān)系錯誤的是()解析:b、i、f三者方向關(guān)系兩兩垂直,且符合左手定則,所以只有d圖不正確.答案:d8.傾角為的導(dǎo)電軌道間接有電源,軌道上靜止放有一根金屬桿ab.現(xiàn)垂直軌道平面向上加一勻強磁場,如圖所示.磁感應(yīng)強度b逐漸增加的過程中,ab桿始終保持靜止,則ab桿受到的摩擦力()a.逐漸增大b.逐漸減小c.先增大后減小d.先減小后增大解析:金屬桿靜止在軌道上,所受合力為零,沿斜面向上的靜摩擦力等于重力的下滑分力.當(dāng)垂直軌道平面向上加一勻強磁場后,由左手定則可知,金屬桿將受到沿斜面向上的安培力.在磁感應(yīng)強度b逐漸增加的過程中,安培力逐漸增大,ab桿受到的靜摩擦力先沿斜面向上逐漸減小,當(dāng)安培力大于重力的下滑分力后,再沿斜面向下逐漸增大.答案:d9.如圖所示,在水平向右的勻強磁場中放有矩形線框abcd,線框可繞其中心軸線自由轉(zhuǎn)動.若線框中通有圖中所示電流,試判斷此時線框的轉(zhuǎn)動方向.(從上向下看)解析:據(jù)左手定則,讓磁感線垂直穿入手心,四指指電流方向,則大拇指所指的方向即通電導(dǎo)線所受安培力的方向.由此可判斷,此時ab邊受安培力方向垂直紙面向里,cd邊受安培力方向垂直紙面向外,而ad邊和cd邊平行于磁場方向,所以此時不受安培力作用,因此線框ab邊向里轉(zhuǎn),cd邊向外轉(zhuǎn),即從上向下看線框順時針轉(zhuǎn)動.答案:從上向下看順時針轉(zhuǎn)動10.如圖所示,水平放置的兩平行金屬導(dǎo)軌ab、cd,間距為0.5 m,其上垂直于導(dǎo)軌放置質(zhì)量為0.05 kg的直金屬棒,整個裝置放在方向跟導(dǎo)軌平行的勻強磁場中.當(dāng)金屬棒中的電流為2.0 a時,它對導(dǎo)軌的壓力恰好為零,g取10 m/s2.求磁感應(yīng)強度的大小和方向.解析:金屬棒受力如圖所示,由二力平衡可得f=mg=0.5 n又因f=bil,所以b= t=0.5 t由左手定則可確定勻強磁場方向水平向右.答案:0.5 t方向水平向右(建議用時:30分鐘)1.為了簡化安培的實驗,我們可以用如圖所示的裝置探究影響安培力方向的因素.實驗中如果發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體棒被推出磁鐵外,則此時磁鐵的磁極和電流方向可能是()a.磁鐵n極在上,電流方向abb.磁鐵n極在上,電流方向bac.磁鐵s極在上,電流方向bad.以上三種情況都有可能答案:b2.關(guān)于通電導(dǎo)體在磁場里受力方向與電流方向和磁感線方向之間的關(guān)系,下列說法中錯誤的是()a.電流方向反向時,導(dǎo)體受力方向改變b.磁場方向反向時,導(dǎo)體受力方向改變c.電流方向和磁場方向同時反向,導(dǎo)體的受力方向改變d.電流方向和磁場方向同時反向,導(dǎo)體的受力方向不變解析:由左手定則可知,只使其中一個反向,則受力方向一定變化,當(dāng)兩個都反向時,則不變化.選c.答案:c3.一根長直導(dǎo)線穿過載有恒定電流的環(huán)形導(dǎo)線中心且垂直于環(huán)面,導(dǎo)線中的電流方向如圖所示.則環(huán)的受力方向()a.沿環(huán)的半徑向外b.沿環(huán)的半徑向里c.水平向左d.不受安培力解析:由安培定則知,通電直導(dǎo)線周圍磁場是以導(dǎo)線上各點為圓心的同心圓,所以環(huán)形導(dǎo)線與磁感線平行,因此不受安培力.答案:d4.號稱空中“飛鯊”的殲-15在我國第一艘航母“遼寧艦”起降一次成功,艦機適配性能良好,圖為殲-15起飛瞬間,數(shù)秒內(nèi)戰(zhàn)斗機速度在零和數(shù)百千米每小時間轉(zhuǎn)換,且滑行距離不超過100米.動力和阻力控制是飛機起降的硬指標(biāo).為了提高航空母艦上飛機的起飛速度,人們正研制一種電磁彈射裝置,它的基本原理是:將待彈射的飛機掛在導(dǎo)體棒上,導(dǎo)體棒放置在處于勻強磁場中的兩條平行導(dǎo)軌上,給導(dǎo)軌通以電流,使飛機和導(dǎo)體棒作為一個載流導(dǎo)體在磁場的作用下沿導(dǎo)軌做加速運動,從而將飛機以某一速度彈射出去.關(guān)于這種彈射裝置,以下說法中不正確的是() 殲-15起飛瞬間a.導(dǎo)體棒中的電流方向是nmb.導(dǎo)體棒中的電流方向是mnc.可以通過改變磁感應(yīng)強度的大小來改變飛機彈射出時的速度d.如要提高飛機的彈射速度,可以增大導(dǎo)軌中的電流解析:載流導(dǎo)體在勻強磁場中所受的安培力水平向右,由左手定則判斷導(dǎo)體棒中的電流方向是mn,b對,不符合題意,a錯,符合題意.設(shè)導(dǎo)軌的寬度為l,導(dǎo)體棒中通過的電流為i,磁感應(yīng)強度為b,載流體的質(zhì)量為m,所受阻力為ff.載流體受到的安培力f=bil,運動加速度a=,滑行距離為d時獲得的速度v=.因此增大i或b,可以提高飛機的彈射速度,c、d對,不符合題意.答案:a5.如圖所示的四幅圖中,能說明電動機工作原理的是()解析:電動機是通電導(dǎo)體在磁場中受安培力作用的具體應(yīng)用,所以只有選項c符合.答案:c6.各地地磁場磁感應(yīng)強度(水平分量)bx有所不同,可以在相關(guān)資料上查到.下表給出我國幾個城市的bx值.地名北京廣州上海武漢bx/10-4 t0.2890.3750.3330.343現(xiàn)將同一根通電直導(dǎo)線分別在以上四地豎直放置,使導(dǎo)線受磁場力最大的是()a.北京b.廣州c.上海d.武漢解析:由通電導(dǎo)線豎直放置知,其所受安培力大小只與水平方向磁感應(yīng)強度bx有關(guān),由表中數(shù)據(jù)看出廣州的bx最大,所以該導(dǎo)線在廣州受磁場力最大.答案:b7.如圖所示,在“研究影響通電導(dǎo)體棒所受磁場力的因素”實驗中,要使導(dǎo)體擺動的幅度增大,以下操作中可行的是()a.減少磁鐵的數(shù)量b.增大導(dǎo)體棒中的電流c.改變導(dǎo)體棒中的電流方向d.將磁鐵更換成磁性較弱的解析:要使導(dǎo)體擺動的幅度增大,即受安培力增大,由安培力大小f=bil可知增大電流可以,其余三項均不能,所以只有選項b正確.答案:b8.如圖所示,兩個完全相同的線圈套在一水平光滑絕緣圓柱上,但能自由移動,若兩線圈內(nèi)通以大小不等的同向電流,則它們的運動情況是()a.都繞圓柱轉(zhuǎn)動b.以不等的加速度相向運動c.以相等的加速度相向運動d.以相等的加速度相背運動解析:同向環(huán)形電流間相互吸引,雖然兩電流大小不等,但由牛頓第三定律知,兩線圈所受作用力必大小相等,故c正確.答案:c9.如圖所示,一段長為1 m、質(zhì)量為2 kg的通電導(dǎo)體棒懸掛于天花板上.現(xiàn)加一垂直紙面向外的勻強磁場,當(dāng)通入i=2 a電流時懸線的張力恰好為零.(g取10 n/kg)求:(1)所加勻強磁場的磁感應(yīng)強度b的大小;(2)如果電流方向不變,通入電流大小變?yōu)? a時,磁感應(yīng)強度的大小為多少?此時懸線總拉力又為多少?解析:(1)導(dǎo)體棒受力如圖.由平衡條件得f安=mg又因f安=bil所以b= t=10 t.(2)因為磁感應(yīng)強度是由磁場本身的性質(zhì)決定的,所以電流變?yōu)? a后,磁感應(yīng)強度仍為10 t.由平衡條件得f=mg-bil=210 n-1011 n=10 n.答案:(1)10 t(2)10 t10 n10.一根重10 n的導(dǎo)體棒垂直放置在兩根足夠長的金屬導(dǎo)