2024-2025学年高中物理课时分层作业9磁吃通电导线的作用含解析新人教版选修1-1

PAGE5-课时分层作业(九)磁场对通电导线的作用(时间：40分钟分值：100分)[基础达标练]1．(6分)(多选)有关磁感应强度的方向，下列说法正确的是()A．B的方向就是小磁针S极所指的方向B．B的方向与小磁针N极的受力方向一样C．B的方向就是通电导线受安培力的方向D．B的方向就是该处磁场的方向BD[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，它与通电导线所受安培力的方向是垂直的．]2．(6分)下列关于磁感应强度大小的说法正确的是()A．通电直导线受磁场力大的地方磁感应强度肯定大B．通电直导线在磁感应强度大的地方受力肯定大C．放在匀强磁场中各处的通电直导线，受力大小和方向到处相同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D[因为磁场中某点的磁感应强度的大小和方向由磁场本身确定，与通电直导线的受力及方向都无关，所以选项A错误，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错误；虽然匀强磁场中磁感应强度到处相等，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错误．]3．(6分)(多选)下列各项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()AC[由于B、D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．]4．(6分)为了简化安培的试验，我们可以用如图所示的装置探究影响安培力方向的因素．试验中假如发觉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．以上三种状况都有可能B[依据左手定则推断可知选项B正确．]5．(6分)有一通电导线在赤道上方，沿东西方向水平放置，电流方向向东，它受到地磁场的作用力方向为()A．向东 B．向西C．向上 D．向下C[赤道上方，地磁场方向向北，由左手定则知选项C对．]6．(6分)如图所示，用两根相同的细绳水平悬挂一段匀称载流直导线MN，电流I方向从M到N，绳子的拉力均为F.为使F＝0，可能达到要求的方法是()A．加水平向右的磁场B．加水平向左的磁场C．加垂直纸面对里的磁场D．加垂直纸面对外的磁场C[由于绳子的拉力为零，所以直导线所受的安培力向上，由左手定则可知，磁场方向垂直纸面对里，故C正确．]7．(6分)(多选)下列说法正确的是()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，则该处磁感应强度肯定为零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一个电荷电量的比值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AC[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错误，选项A正确；由电场强度的定义可知选项C正确；导线与磁场垂直时才有B＝eq\f(F,IL)，故选项D错误．]8．(8分)如图所示，在水平向右的匀强磁场中，放有矩形线框abcd，线框可绕其中心轴线自由转动，若线框中通入图中所示电流．试推断此时线框的转动方向．(从上向下看)[解析]据左手定则，让磁感线穿入手心，四指指向电流方向．则大拇指所指的方向即通电导线所受安培力方向．由此可推断此时：ab边受安培力方向垂直纸面对里，dc边受安培力方向垂直纸面对外，而ad边和bc边此时不受安培力作用，因此线框ab边向里转，cd边向外转，即从上向下看线框顺时针转动．[答案]从上向下看线框顺时针转动[实力提升练]9．(6分)电磁炮是利用电磁放射技术制成的一种先进的动能杀伤武器．如图为美国试验所采纳的电磁轨道，该轨道长7.5m，宽1.5m．若放射质量为50g的炮弹从轨道左端初速度为零起先加速，当回路中的电流恒为20A时，最大速度可达3km/s.轨道间所加磁场为匀强磁场，不计空气及摩擦阻力．下列说法正确的是()A．磁场方向为竖直向下B．磁场方向为水平向右C．磁感应强度的大小为103TD．电磁炮的加速度大小为3×105m/s2C[由左手定则知磁场方向应竖直向上，A、B错误；由v2＝2ax得a＝eq\f(v2,2x)＝6×105m/s2，D错误；又BIL＝ma，所以B＝eq\f(ma,IL)＝1.0×103T，C正确．]10．(6分)如图所示，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对下，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()A．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A[依据左手定则可知选项A正确，选项B错误；若换更粗的同种金属材料，则电阻减小电流增大，由F＝BIL可知安培力增大，选项C、D错误．]11．(6分)如图所示，一根质量为m的金属棒AC，用软线悬挂在磁感应强度为B的匀强磁场中，通入A→C方向的电流时，悬线张力不为零，欲使悬线张力为零，可以采纳的方法是()A.不变更电流和磁场方向，适当减小电流B.不变更磁场和电流方向，适当增大磁感强度C.只变更电流方向，并适当增加电流D.只变更电流方向，并适当减小电流B[不变更电流和磁场方向，应适当增大电流，可增大安培力，能使悬线张力为零，故A错误；不变更磁场和电流方向，金属棒所受的安培力方向仍向上，适当增大磁感应强度，可增大安培力，能使悬线张力为零，故B正确；只变更电流方向，金属棒所受安培力方向向下，悬线张力肯定不为零，故C、D错误．]12．(6分)在磁场中的同一位置放置一条直导线，导线的方向与磁场方向垂直．先后在导线中通入不同的电流，导线所受的力也不一样，图中几幅图象表现的是导线受的力F与通过的电流I的关系．a、b各代表一组F、I的数据．下列图中正确的是()C[在匀强磁场中，当电流方向与磁场垂直时所受安培力为：F＝BIL，由于磁感应强度B和导线长度L不变，因此F与I的关系图象为过原点的直线，故A、B、D错误，C正确．]13．(12分)如图所示，在同一水平面的两导轨相互平行，并放在竖直向上的磁场中，一根质量为3.6kg、有效长度为2m的金属棒放在导轨上，当金属棒中的电流为5A时，金属棒做匀速运动；当金属棒中的电流增大到8A时，金属棒能获得2m/s2的加速度．则磁场的磁感应强度为多少？[解析]设金属棒所受的摩擦力为Ff，依据题意得：BI1L－Ff＝0 ①BI2L－Ff＝ma ②由①②式得B＝eq\f(ma,（I2－I1）L)＝eq\f(3.6×2,（8－5）×2)T＝1.2T.[答案]1.2T14．(14分)如图所示，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方向垂直纸面对里，欲使导线静止于斜面上，则外加