高二物理（鲁科版）同步练测：第六章第一节探究磁场对电流的作

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精第一节探究磁场对电流的作用建议用时实际用时满分实际得分45分钟100分一、选择题（本题包括10小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分，共50分）1．如图1所示，四边形的通电闭合线框abcd处在垂直线框平面的匀强磁场中,它受到磁场力的合力（)A．竖直向上图1B．方向垂直于ad斜向上图1C．方向垂直于bc斜向上D．为零2．关于磁电式电表内的磁铁和铁芯之间的均匀辐射分布的磁场，下列说法中正确的是(）A．该磁场的磁感应强度大小处处相等，方向相同B．该磁场的磁感应强度的方向处处相同，大小不等C．使线圈平面始终与磁感线平行D．线圈所处位置的磁感应强度大小都相等图23．如图2所示，两个完全相同的圆形扁平线圈套在一个光滑的圆柱体上自由移动，当大小不同的电流按图示的方向通入线圈中,则两线圈的运动情况是(）图2A．都绕这个圆柱体转动B．彼此相向平动，且电流大的加速度大C．彼此反向平动，电流大的加速度大D．彼此相向平动，两线圈的加速度大小相等图34.如图3所示，一根通有电流I的直铜棒MN，用导线挂在磁感应强度为B的匀强磁场中，此时两根悬线处于张紧状态，下列哪些措施可使悬线中张力为零()图3A．适当增大电流B．使电流反向并适当减小C．保持电流I不变，适当增大BD．使电流I反向，适当减小B图45．两根相互垂直的异面通电直导线ab和cd中电流的方向如图4所示，ab在前,cd在后，其中ab固定不动，cd可自由移动,则松手后cd的运动情况是（)图4A．逆时针转动，同时靠近abB．逆时针转动，同时远离abC．顺时针转动，同时靠近abD．顺时针转动，同时远离ab图56．如图5所示，固定不动的绝缘直导线mn和可以自由移动的矩形线框abcd位于同一平面内，mn与ad、bc边平行且离ad边较近．当导线mn图5A．向左运动 B．向右运动C．以mn为轴转动 D．静止不动7．一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘，垂直放置，且两个线圈都通以如图6所示方向的电流时，则从左向右看，线圈L1将()A．不动 图6B．顺时针转动图6C．逆时针转动 D．向纸外平动图78．如图7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表示磁铁对桌面的压力,F静表示桌面对磁铁的摩擦力，则导线通电后与通电前受力相比较是(）图7A．FN减小，F静＝0 B．FN减小，F静≠0C．FN增大，F静＝0 D．FN增大，F静≠09．竖直放置的直导线AB与导电圆环的平面垂直且隔有一小段距离，直导线固定，圆环可以自由运动，当通以如图8所示方向的电流时(同时通电)，从左向右看，线圈将()图8A．顺时针转动，同时图8靠近直导线ABB．顺时针转动，同时离开直导线ABC．逆时针转动，同时靠近直导线ABD．不动图910．如图9所示的天平可用来测定磁感应强度，天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽为L,共N匝，线圈下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面,当线圈中通有电流I时,方向如图，在天平左右两盘各加质量分别为m1、m2的砝码,天平平衡，当电流反向时（大小不变),右盘再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡，由此可知()图9A．磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为mB．磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为mg2NILC．磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为mD．磁感应强度的方向垂直纸面向外,大小为mg二、填空题(本题共2小题,共20分,请将正确的答案填到横线上）图1011.(15分）如图10所示，质量为m，长为L,通有电流为I的导体棒ab静止在水平导轨上,匀强磁场磁感应强度为B，其方向与导轨平面成α角斜图10向上且和棒ab垂直,ab处于静止状态，则ab受到的摩擦力大小为________，方向为________,受到的支持力为________．图1112.（5分)如图11所示，把一通电直导线放在蹄形磁铁磁极的正上方,导线可以自由移动,当导线中通以如图所示方向的电流I时,从上向下看导体的运动情况是。图11三、计算题（本题共2小题，共30分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)图1213.（12分）如图12所示，有一水平放置的圆环线圈，半径为r,单位长度的质量m0＝16g．有一圆锥形的磁场，线圈所在位置的磁感应强度为B＝0.8T，锥形的顶角为60°，为使线圈悬浮，应通以多大的电流?（g取10m/s2)图12图1314.(18分)如图13所示，电源电动势E＝2V，r＝0.5Ω，竖直导轨宽L＝0.2m，导轨电阻不计．另有一金属棒ab,质量m＝0。1kg，电阻R＝0.5Ω，它与轨道间的动摩擦因数μ＝0.4,金属棒靠在导轨的外面．为使金属棒静止不下滑，施加一个与纸面夹角为30°且方向向里的匀强磁场,g取10m/s2。求（1）磁场的方向;图13（2）磁感应强度B的取值范围．第一节探究磁场对电流的作用得分：一、选择题题号12345678910答案二、填空题11．12.三、计算题13．14．第一节探究磁场对电流的作用参考答案选择题1.D2.CD解析：在磁电式电表的两磁极之间装有极靴，极靴中有一铁质圆柱,极靴和铁质圆柱之间有一不大的缝隙,根据磁感线与磁极表面垂直的特点，磁化了的铁质圆柱与极靴间的缝隙处就形成了辐射状分布的磁场，这样做就是让通电线圈所在处有一个等大的磁场，并且磁感线始终与线圈平面平行，故C、3。D解析：用等效法把两个环形电流等效成小磁针，可知其相互吸引，故D选项正确．4。AC解析：根据左手定则可知通电导线受安培力向上，大小F＝ILB,对棒进行受力分析，可知5．C解析：根据电流微元法判断出导线cd在ab的磁场中受力后会顺时针转动，再利用特殊位置法,假设cd转到与ab共面，则根据同向电流相吸引可知，导线cd会向导线ab靠近．6．B解析：线框中通有电流,ad和bc两导线同时受到通电导线mn的作用力，由于ad距mn近，受到作用力大，故可知B选项正确．7。C解析:根据同向电流相互吸引，异向电流相互排斥，可判断出从左向右看线圈L1将逆时针转动，或者用等效法将L1的环形电流等效成小磁针，L2的磁场垂直纸面向里,故L1将逆时针转动,故C正确．8.C解析:如题图所示,画出一条通电电流为I的导线所在处的磁铁的磁感线，电流I处的磁场方向水平向左，由左手定则知，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，故正确答案为C。9．C解析：圆环处在通电直导线的磁场中．由右手螺旋定则判断出通电直导线右侧磁场方向垂直纸面向里，由左手定则判定，水平放置的圆环外侧半圆所受安培力方向向上，内侧半圆所受安培力方向向下，从左向右看逆时针转，转到与直导线在同一平面内时，由于靠近导线一侧的半圆环电流向上,方向与直导线相同，互相吸引,直导线与另一侧半圆环电流反向,相互排斥，但靠近导线的半圆环处B值较大，故F引＞F斥，对圆环来说合力向左．10。B解析：如果磁感应强度方向垂直纸面向里,则线圈底边所受安培力方向竖直向下，此时天平平衡，由力矩平衡知:m1gL′＝（m2g＋NBIL)L′，式中L′为天平力臂，如果将电流改变方向，在右侧再加上m的砝码后又平衡了，则：m1gL′＝（m2g＋mg－NBIL)L′,解得B＝mg2NIL，故B正确．如果磁场方向垂直纸面向外，第一次平衡：m1gL′＝(m2g－NBIL)L′第二次平衡：m1gL′＝(m2g＋mg＋NBIL)L′这两方程联立无解,所以正确答案为B.二、填空题11。BILsinα水平向右mg－BILcosα解析：画出ab棒的横截面图，并受力分析如图14所示,因为棒ab处于静止状态，由水平方向受力平衡可得Ff＝F安sinα＝BILsinα，方向水平向右．竖直方向上受力平衡得F安cosα＋FN＝mg，则FN＝mg－BILcos图15图1412.逆时针转，转动的同时向下运动解析：根据图15所示的导线所处的特殊位置利用电流元分析法判断其转动情况．将导线AB从N、S极的中间O分成两段，AO、BO段所在处的磁场方向如图①所示，由左手定则可判断出AO段所受安培力方向垂直纸面向外,BO段所受安培力方向垂直纸面向里，因此，从上向下看,AB绕O点逆时针转动．当导线转过90°角的特殊位置时，再判断其上下运动情况．如图②所示,此时，导线受安培力方向向下，导线将向下运动．由上述两个特殊位置结合电流元分析法判断可知，当导线不在特殊位置时，所受安培力使AB图15图14三、计算题图1613.0.4A解析：将圆环线圈分成很多小段，每一小段可以看做一段直线电流，取左边一小段分析，受力如图16所示，对于圆环整体而言，水平方向上安培力相互抵消了,整个圆环所受合安培力大小为F⊥＝2πrBIsin30°＝πrBI。而要使线圈悬浮，有F⊥＝mg＝2πrm0g图1614。(1)斜向下（2）3。0T≤B≤16.3T解析（1）通电导线ab的截面受力分析如图17所示（从a端看)，由图可知磁场方向斜向下．(