高中物理人教版1第二章磁场 学业分层测评9

学业分层测评(建议用时：45分钟)[学业达标]1．(多选)图2­3­4所示为通电直导线置于匀强磁场中的不同方式，其中导线能受到安培力作用的是()【导学号：33810100】图2­3­4【解析】由于BD所示的电流方向与磁场方向平行，故不受安培力，A、C所示电流方向与磁场方向垂直，受安培力作用，故选项A、C正确．【答案】AC图2­3­52．为了简化安培的实验，我们可以用如图2­3­5所示的装置探究影响安培力方向的因素．实验中如果发现导体棒被推出磁铁外，则此时磁铁的磁极和电流方向可能是()A．磁铁N极在上，电流方向A→BB．磁铁N极在上，电流方向B→AC．磁铁S极在上，电流方向B→AD．以上三种情况都有可能【解析】根据左手定则判断可知选项B正确．【答案】B3．(多选)有关磁感应强度的方向，下列说法正确的是()【导学号：33810101】A．B的方向就是小磁针N极所指的方向B．B的方向与小磁针N极的受力方向一致C．B的方向就是通电导线的受力方向D．B的方向就是该处磁场的方向【解析】磁场的方向就是磁感应强度的方向，规定为小磁针静止时N极所指的方向或小磁针N极的受力方向，它与通电导线所受力的方向是不一致的．【答案】BD4．在如图2­3­6所示的匀强磁场中，已经标出了电流I和磁场B以及磁场对电流作用力F三者的方向，其中错误的是()【导学号：33810102】图2­3­6【解析】根据左手定则可知选项A、B、D对；C选项中的电流与磁场方向平行，所以不受磁场力，所以C选项错．【答案】C5．(多选)下列说法正确的是()【导学号：33810103】A．若某电荷在某处不受到电场力作用，则该处电场强度为零B．若一小段通电导线在某处不受到磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零C．电场中某点的电场强度，在数值上等于一个电荷在该点受到的电场力与电荷电量的比值D．磁场中某点的磁感应强度，在数值上等于一小段通电导线放在该点时受到的磁场力与该小段导线的长度和电流的乘积的比值【解析】磁场不同于电场如通电导线与磁场平行，则安培力为零，选项B错，选项A正确；由电场强度的定义可知选项C正确；由在导线与磁场垂直时才有B＝eq\f(F,IL)，故选项D错．【答案】AC6．下列关于磁感应强度大小的说法正确的是()【导学号：33810104】A．通电直导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大B．通电直导线在磁感应强度大的地方受力一定大C．放在匀强磁场中各处的通电直导线，受力大小和方向处处相同D．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电直导线受力的大小和方向无关【解析】因为磁场中某点的磁感应强度的大小和方向由磁场本身决定，与通电直导线的受力及方向都无关，所以选项A错，选项D正确；因为通电直导线在磁场中受力的大小不仅与磁感应强度有关，而且与通电直导线的取向有关，故选项B错；对选项C虽然匀强磁场中磁感应强度处处相等，但当导线在各个位置的方向不同时，磁场力是不相同的(导线与磁场方向垂直时受磁场力最大，与磁场方向平行时受磁场力为零)，而选项C中没有说明导线在各个位置的取向是否相同，所以选项C错．【答案】D7．一段通电直导线平行于磁场方向放入匀强磁场中，如图2­3­7所示，导线上电流方向由左指向右．当导线以其中点O为轴转过90°的过程中，导线受到的安培力()【导学号：33810105】图2­3­7A．大小不变，方向不变B．由零增至最大，方向时刻变C．由最大减小至零，方向不变D．由零增至最大，方向不变【解析】导线转动前，电流方向与磁感线方向相同，导线不受安培力；当导线转过一个小角度，电流与磁感线不再平行，于是导线受到安培力；当导线转过90°时，电流与磁感线垂直，此时导线受的安培力最大．用左手定则可以判断安培力的方向垂直于电流方向和磁场方向确定的平面，故始终不变．所以选项D正确．【答案】D8．如图2­3­8所示，两金属导轨平行放置，处于同一水平面内，匀强磁场垂直于导轨平面向下，导轨间接有电源．现垂直于导轨固定一电阻为r的金属棒MN，金属棒与导轨接触良好，接通电源后()【导学号：33810106】图2­3­8A．金属棒受到向左的安培力作用B．金属棒受到向右的安培力作用C．若换用更粗的同种材料的金属棒，安培力将减小D．若换用更粗的同种材料的金属棒，安培力大小不变【解析】根据左手定则可知选项A正确，选项B错；若换更粗的同种金属材料电阻减小电流增大，由F＝BIL可知安培力增大，选项C、D错．【答案】A[能力提升]9．倾角为α的导电轨道间接有电源，轨道上静止放有一根金属杆ab.现垂直轨道平面向上加一匀强磁场，如图2­3­9所示，磁感应强度B逐渐增加的过程中，ab杆始终保持静止，则ab杆受到的摩擦力()图2­3­9A．逐渐增大 B．逐渐减小C．先增大后减小 D．先减小后增大【解析】金属杆静止在轨道上，所受合力为零，沿斜面向上的静摩擦力等于重力向下的分力．当垂直轨道平面向上加一匀强磁场后，由左手定则可知，金属杆将受到沿斜面向上的安培力．在磁感应强度B逐渐增加的过程中，安培力逐渐增大，ab杆受到的静摩擦力先沿斜面向上逐渐减小，当安培力大于重力向下的分力后，再沿斜面向下逐渐增大．【答案】D10．如图2­3­10所示，在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线，电流为I，磁感应强度为B，求各导线所受到的安培力F的大小．【导学号：33810107】图2­3­10【解析】A图中，B⊥I，不论导线再怎么放，也在纸平面内，故F＝图是两根导线组成的折线abc，整体受力实质上是两部分直导线分别受力的矢量和，其有效长度为ac.故F＝eq\r(2)BIL.同理，C图中，从a→b的半圆形电流，分析圆弧上对称的每一小段电流，受力抵消合并后，其有效长度为ab，F＝2BIR.由对安培力的理解知D图中F＝0.【答案】A．BIL\r(2)BILC．2BIRD．011．如图2­3­11所示，在倾角为θ的光滑斜面上，垂直纸面水平放置一根长为L，质量为m的通电直导线，电流I方向垂直纸面向里，欲使导线静止于斜面上，则外加磁场的磁感应强度的最小值是多少？方向向哪？【导学号：33810108】图2­3­11【解析】当磁场方向垂直斜面向下，则安培力方向沿斜面向上，此时对应的磁感应强度最小．受力分析如图所示．当安培力等于重力沿斜面向下的分力时，导线平衡mgsinθ＝BIL，B＝eq\f(mgsinθ,IL).【答案】B＝eq\f(mgsinθ,IL)，方向垂直斜面向下12．如图2­3­12所示，一段长为1m、质量为2kg的通电导体棒悬挂于天花板上．现加一垂直纸面向外的匀强磁场，当通入I＝2A的电流时悬线的张力恰好为零．(g取10m/s2)求：【导学号：33810109】图2­3­12(1)所加匀强磁场的磁感应强度B的大小；(2)如果电流方向不变，通入的电流大小变为1A时，磁感应强度的大小为多少？此时悬线拉力又为多少？【解析】(1)导体棒受力分析如图所示：由平衡条件得：F安＝mg又因F安＝BIL所以B＝e