高二物理(含第三册)优化训练第15章第二节知能优化

1、高二物理含第三册优化训练：第 15章第二节知能优化训练上同步测揑上1 关于磁感应强度，以下说法正确的选项是（）A. 由B= $可知，B与F成正比，与I、L成反比B. 通电导线放在磁场中某点，这一点就有磁感应强度，如果将通电导线拿走，这一点的 磁感应强度变为零C. 通电导线放在磁场中某点，这一点的磁感应强度等于导线所受安培力与导线中电流强 度和导线长度乘积的比值D. 磁场中某一点的磁感应强度是由磁场本身决定的，其大小和方向是惟一确定的，与通 电导线无关答案：DKKMMKX图 15- 2- 122. 如图15 2- 12所示，在三角形abc组成的导线框内通有电流，并处在方向垂直纸面向里的匀强磁场中

2、，那么线框所受安培力的合力（）A. 大小为0B. 方向垂直ab向外C. 方向垂直bc向外D. 方向垂直ca向外答案：A图 15- 2- 133. 如图15 2 13, 一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向（垂直于纸面向里）垂直.线段ab、bc和cd的长度均为L,且/ abc=Z bcd= 135° .流经导 线的电流为I，方向如图中箭头所示.导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力（）A. 方向沿纸面向上，大小为（2+ 1）BILB. 方向沿纸面向上，大小为（运-1）BILC. 方向沿纸面向下，大小为 （,'2+ 1）BILD. 方向沿纸面向下，大

3、小为 C ,'2- 1）BIL解析：选A.ab、be、cd所受安培力的大小均为 F= BIL, bc边所受安培力的方向垂直于 bc向上，ab、cd边所受安培力的方向如下图，由几何关系可知ab与cd边所受安培力方向之间的夹角为90°,合力大小F' = .2BIL，方向垂直于bc向上，且与bc边所受安培力在一条 直线上，因此abcd所受磁场的作用力的合力为 F合=F+ F'=.2+ 1）BIL，方向沿纸面垂直 bc向上.4 .一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方,直导线可以自由地运动，且通以由a到b的电流，那么导线顺时针转动并靠近螺线管 顺时针转动并远

4、离螺线管 逆时针转动并远离螺线管 逆时针转动并靠近螺线管如图15 2 14所示，如果ab受磁场力后的运动情况（）A. 从上向下看,B. 从上向下看,C. 从上向下看,D. 从上向下看, 答案：D5.（高二检测）如图15-2 15所示，有一金属棒 ab, 无摩擦地在两条轨道上滑行，轨道间的距离d= 10 cm，电阻不计，轨道平面与水平面间的夹角e = 30°,整个装置置于磁感应强度B= 0.4 T，方向竖直向上的匀强磁场中，回路中电源的电动势E= 2 V，内阻rRo多大时，可使金属棒在轨道上保持静止.质量mi= 5 g,电阻R 1 Q,可以解析：ab棒受力如下图由平衡条件得： min

5、e = Bldcos eE由闭合电路欧姆定律得:I = R0+ R+ r解两式得：R0 = 1.67 Q.答案：1.67 Q 谍时训1.以下说法正确的选项是 （）A. 电荷在某处不受电场力作用，那么该处电场强度为零B. 小段通电导线在某处不受磁场力作用，那么该处磁感应强度为零C. 磁感应强度表示磁场中某点磁场的强弱，是把一小段通电导线放在该点时受到磁场力 与该小段导线的长度和电流的乘积的比值D. 同一段通电导线在磁场中受力大的地方磁场强解析：选 A.电场最根本的性质是对放入其中的电荷有力的作用，A正确.磁场中某处磁感应强度不为零， 但当导线平行磁感线放置时所受磁场力为零，磁感应强度定义式 B=

6、 F/（ IL）中F是当导线垂直磁场放置时所受的力，B、C D错误.2 .在北半球地面上，有一条东西方向水平放置的长直导线，通有从东向西的电流，那么 此通电长直导线所受地磁场的作用力的方向是（）A. 向上偏北B. 向下偏南C. 向南D. 向北答案：B3.一小段通电直导线长 1 cm,电流强度为5A，把它放入磁场中某点时所受磁场力大小为0.1 N，那么该点的磁感应强度为A. B= 2 TB. B>2 TC. B< 2 TD. 以上三种情况均有可能当小段通电直导线垂直于磁场B时，受力最大，而此时可e = 2 T，因而 B> 2 T.B= F/（ IL）可知 F/（ IL） = 2

7、 T , 能通电直导线与B不垂直，即Bsin4. （高考物理卷）如图15-2- 16,长为2I的直导线折成边长相等，夹角为 60°的V形, 并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B当在该导线中通以电流强度为 I的电流时，该 V形通电导线受到的安培力大小为 （ ）BII2BIIA. BIlC.D.解析：选C.由等效性可知，V形导线受到的安培力为 F= BIl , C正确.图 15- 2- 175如图15-2- 17所示，两个完全相同的线圈套在一水平光滑绝缘圆柱上，但能自由移 动，假设两线圈内通以大小不等的同向电流，那么它们的运动情况是（）A. 都绕圆柱转动B. 以不等的加速

8、度相向运动C. 以相等的加速度相向运动D. 以相等的加速度相背运动解析：选 C.同向环形电流间相互吸引，虽两电流大小不等，但根据牛顿第三定律可知两 线圈间的相互作用力必大小相等.图 15- 2- 186.（高二检测）如图15-2 18所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央上方固定一 根长直导线，导线与条形磁铁垂直.当导线中通以垂直纸面向里的电流时，用Fn表示磁铁对）A. Fn减小，B. Fn减小，C. Fn增大，D. Fn增大，桌面的压力，F静表示桌面对磁铁的摩擦力，那么导线通电后与通电前受力相比拟正确的选项 是（F静=0F静工0F静=0F静工0I的导线所在处的磁铁的磁感线，电流I处的磁场方

9、向水平向左，由左手定那么知，电流I受安培力方向竖直向上.根据牛顿第三定律可知，电流对磁铁的反作用力方向竖直向下，所 以磁铁对桌面压力增大，而桌面对磁铁无摩擦力作用，故正确选项为C.7 取两个完全相同的长导线，用其中一根长导线绕成如图15-2- 19甲所示的螺线管，当该螺线管中通以电流强度为I的电流时，测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B,假设将另一根长导线对折后绕成如图乙所示的螺线管，并通以电流强度也为I的电流时，那么在螺线管内中部的磁感应强度大小为（）8.如图15-2-20所示，在倾角为图 15 - 2-20a的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L、质量为1 1甲1yv乙图 15- 2- 19

10、A.0BC.BD.2B答案：Am的直导体棒，当导体棒中的电流I垂直于纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，以下外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向正确的选项是（）_ sin a一A. B= mg-jL，方向垂直斜面向上_ sin a 、,.B. B= mg-jL，万向垂直斜面向下COS a 、C. B= m，方向垂直斜面向下_ COS a 、，一，一，D. B= mg-，万向垂直斜面向上图 15- 2-21解析：选A.假设磁场方向垂直斜面向上，由左手定那么可判定，安培力方向沿斜面向上， 那么导体棒受竖直向下的重力mg斜面对导体棒的支持力Fn和沿斜面向上的安培力F,如右L图所示，那么sin a

11、=云而F= BIL,所以B= mg，故A对D错；假设磁场方向垂直斜 面向下，由左手定那么可判定，安培力方向沿斜面向下，因斜面光滑，导体棒不可能静止在 斜面上，故B、C错.9 .如图15-2-21所示为两个完全相同、互相垂直的导体圆环M N中间用绝缘细线 ab连接，悬挂在天花板下，当M N中同时通入如下图方向的电流时，关于两线圈的转动（从上向下看）以及ab中细线张力变化，以下判断正确的选项是（）A. M N均不转动，细线张力不变B. M N都顺时针转动，细线张力减小C. M顺时针转动，N逆时针转动，细线张力减小D. M逆时针转动，N顺时针转动，细线张力增加N固定不动，分析M上各局部在N的磁场中的

12、受力，可判断M或Oa竖直轴顺时针转动（从 上向下看）；由牛顿第三定律可知，M的磁场必定使 N逆时针转动，转动的最终结果会使两环在同一平面，并且 a、b两点处电流方向相同，由于同向电流相互吸引，细线张力会减小故 C对.10. （高考新课标全国卷）电磁轨道炮工作原理如图15-2-22所示.待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触.电流I从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回.轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度的大小与I成正比.通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出.现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的方法是 （）A

13、. 只将轨道长度L变为原来的2倍B. 只将电流I增加至原来的2倍C. 只将弹体质量减至原来的一半D. 将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，其他量不变解析：选BD通电的弹体在安培力作用下加速运动，F安=Bid , B= kl，故F安口2,根据动能定理F安L= 2mv得vx I应选项B、D正确，选项A、C错误.或根据运动学公式 V=2aL,也可得出vx I11. 质量为 m长度为L的导体棒MN静止于水平导轨上，通过 MN的电流为I，匀强磁场 的磁感应强度为 B,方向与导轨平面成 0角斜向下，如图15-2 23所示，求棒MN受到的支 持力和摩擦力.&7解析：棒MN受力分析如下

14、图.由平衡条件有 水平方向：Ff = Fsin 0竖直方向：Fn= Fcos 0+ mg且 F= BIL Ff = Fsin 0 = BILsin 0图 15 2 24Fn= Fcos 0 + mg= BILcos 0 + mg 答案：BILcos 0 + mg BILsin 012. 如图15 2 24所示，MN PQ为水平放置的金属导轨，直导线ab与导轨垂直放置,导轨间距L= 10 cm，其电阻为0.4 Q,导轨所在区域处在匀强磁场中，磁场方向竖直向下，磁感应强度 B= 0.2 T .电池电动势 E= 1.5 V，内电阻r = 0.18 Q,电阻 R= 1.6 Q,开关 S 接通后直导线a

15、b仍静止不动.求直导线ab所受摩擦力的大小和方向.解析：导线处于平衡状态,受力分析如右图所示.当开关闭合时,电阻R与导线ab并联,R 并=RRab = , 1.6 + 0.4) Q = 0.32 Q, ab 两端的电压为R+ Rabu= IR 并=并=,0.32 + 0.18) X 0.32 V = 0.96 VR并+ r'U通过 ab 的电流为 I ab= , 0.4) A = 2.4 A.rb导线ab所受的安培力F为F= BIabL= 0.2 X 2.4 X 0.1 N = 0.048 N.由平衡条件可得 Ff = F= 0.048 N.所以导线所受的摩擦力大小为0.048 N，方

16、向水平向左.答案：0.048 N方向水平向左图 15 - 2-2513.在倾角e = 30°的斜面上，固定一金属框架，宽I = 0.25 m，接入电动势E= 12 V、内阻不计的电池.金属框面放有一根质量m= 0.2 kg的金属棒ab（如图15-2 25），且垂直于两框边.它与框架的动摩擦因数为口=¥，整个装置放在磁感应强度 B= 0.8 T的垂直于框面向上的匀强磁场中，当调节滑动变阻器R的阻值在什么范围内时，可使金属棒静2 止在框架上？（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，框架与棒的电阻不计，g= 10 m/s ）甲_竺解析：当变阻器 R取值较大时， 用下使金属棒有沿框面向下滑动的趋势， 示）金属棒刚好不下滑时满足平衡条件E宅一1 +（1 mgpos e mgsin e = 0rmaxI较小，安培力F较小，在金属棒重力分力 因此，框架对金属棒的摩擦力沿框面向上mgsin e 作（如图甲所