高中物理第二章第三节磁场对通电导线的作用练习新人教版选修1-1

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高中物理第二章第三节磁场对通电导线的作用练习新人教版选修1-1

【金版学案】2015-2016 学年高中物理 第二章 第三节 磁场对通电 导线的作用练习 新人教版选修 1-1 ►基础巩固 1.(单选)有关磁感应强度的下列说法,正确的是( ) A.磁感应强度是用来表示磁场强弱的物理量 B.若有一小段通电导体在某点不受磁场力的作用,则该点的磁感应强度一定为零 C.若有一小段长为 L,通以电流为 I 的导体,在磁场中某处受到的磁场力为 F,则该处 磁感应强度的大小一定是 F IL D.由定义式 B= F IL 可知,电流强度 I 越大,导线 L 越长,某点的磁感应强度就越小 解析:磁感应强度的引入目的就是描述磁场强弱,因此选项 A 是正确的;依据磁感应强 度的定义式知:磁感应强度是与电流 I 和导线长度 L 无关的物理量,且 B= F IL 中的 B、F、L 相互垂直,所以选项 B、C、D皆是错误的.故本题的正确选项为 A. 答案:A 2.(多选)有相距很近的两条平行的通电直导线,关于它们之间的受力情况下列说法正 确的是( ) A.电流方向相同,两导线相互排斥 B.电流方向相同,两导线相互吸引 C.电流方向相反,两导线相互吸引 D.电流方向相反,两导线相互排斥 解析:首先使用安培定则判断其中一条通电直导线的磁感线分布情况,然后用左手定 则判断另一条通电直导线的受力情况,可得知 B、D 正确. 答案:BD 3.(单选)如右图所示,均匀绕制的螺线管水平放置,在其正中心的上方附近用绝缘绳 水平吊起通电直导线 A,A 与螺线管垂直,A 导线中的电流方向垂直纸面向里,开关 S 闭合 后,A 受到通电螺线管磁场的作用力 的方向是( ) A.水平向左 B.水平向右 C.竖直向下 D.竖直向上 解析:通电螺线管正上方磁感线水平向左,安培力竖直向上. 答案:D 4.(单选)如下图所示,两根相隔一定距离、相互垂直的异面直导线 ab 和 cd,分别通 有方向如图所示的电流,若通电导线 ab 固定不动,通电导线 cd 可以自由运动,则通电导线 cd 的运动情况是( ) A.顺时针转动,同时靠近 ab B.顺时针转动,同时远离 ab C.逆时针转动,同时靠近 ab D.逆时针转动,同时远离 ab 解析:由安培定则知通电导线 ab 的磁场在 ab 之上为“·”,在 ab 之下为“×”,根 据左手定则,通电导线 cd 上半部分所受安培力向右,下半部分所受安培力向左,故 cd 将顺 时针转动.因 cd 顺时针转动,其电流方向趋于和通电导线 ab 的电流方向一致,根据同向电 流互相吸引,故 cd 同时靠近 ab. 答案:A 5.(多选)如下图所示,一金属直杆 MN 两端接有导线,悬挂于线圈上方,MN 与线圈轴线均 处于竖直平面内,为使 MN 垂直于纸面向外运动,可以( ) A.将 a、c 端接在电源正极,b、d 端接在电源负极 B.将 b、d 端接在电源正极,a、c 端接在电源负极 C.将 a、d 端接在电源正极,b、c 端接在电源负极 D.将 a、d 端接在电源的负极,b、c 端接在电源的正极 解析:将 a 接正极 b 接负极,电流方向为 M→N,c 接正极,d 接负极,由右手螺旋定则 可知,线圈上端为 N 极.由左手定则判定 MN 向外运动,选项 A 正确.b 接正极时电流方向 为 N→M,d 接正极,由右手螺旋定则可知线圈下端为 N 极,因此由左手定则可判定 MN 向外 运动,选项 B 正确.a 接正极电流方向为 M→N,d 接正极可知线圈下端为 N 极,由左手定则 可判定 MN 向里运动,选项 C 错误,同理,选项 D 错误. 答案:AB 6.(单选)如图所示,用两根相同的细绳水平悬挂一段均匀载流直导线 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.加垂直于纸面向里的磁场 D.加垂直于纸面向外的磁场 解析:要使 F=0,则需使安培力方向竖直向上,大小等于导线重力,由左手定则可知, 磁场方向垂直纸面向里. 答案:C 7.(单选)在磁感应强度为 0.2 T 的匀强磁场中,有一长为 0.3 m,通 有 5 A 电流的直 导线,当导线与磁场方向垂直时,它受到的安培力大 小等于( ) A.0 B.0.3 N C.0.2 N D.5 N 解析:导线受到的安培力 F=IBL=5 A×0.2 T×0.3 m=0.3 N. 答案:B 8.(单选)关于磁场对通电直导线的作用力,下列说法中错误的是( ) A.通电直导线跟磁场方向平行时作用力最小,等于零 B.通电直导线跟磁场方向垂直时作用力最大 C.作用力的方向既垂直磁场方向,又垂直电流方向 D.通电直导线跟 磁场方向 不垂直时没有作用力 解析:根据左手定则可以知道,磁场对通电直导线的作用力垂 直于磁场方向与电流方 向所在的平面,则既垂直磁场方向,又垂直电流方向,因此 C 选项正确.通电直导线跟磁场 方向只要不平行,磁场对通电直导线就有作用力,因此 D 选项错误. 答案:D ►能力提升 9.(单选)如图所示的装置中,劲度系数较小的金属弹簧下端刚好浸入水银中,电源的 电动势足够大,当闭合开关 S 后,弹簧将( ) A.保持静止 B.收缩 C.变长 D.不断上下跳动 解析:当闭合开关 S 后,弹簧变成了通电螺线管,相邻的两个环形电流为同向电流,由 于磁场的作用而相互吸引,从而使弹簧收缩,下端离开水银,电路断开,弹簧各部分在其 弹力作用下恢复原长,下端又与水银接触,电路接通,再次弹起,如此往复.所以正确答案 为 D. 答案:D 10.(单选)如下图所示,把一重力不计的通电直导线 ab 水平放在蹄形磁铁磁极的正上 方,导线可以在空间自由运动,当导线通以图示方向电流 I 时,导线的运动情况是(从上往 下看)( ) A.顺时针方向转动,同时下降 B.顺时针方向转动,同时上升 C.逆时针方向转动,同时下降 D.逆时针方向转动,同时上升 解析:画出磁铁在导线处的磁感线,如下图所示,将导线 ab 分成左、中、右三部分, 中间一段开始时电流方向与磁场方向一致,不受力;左端一段所在处的磁场方向斜向上,根 据左手定则其受力方向向外;右端一段所在处的磁场方向斜向下,受力方向向里.当转过一 定角度时,中间一段电流不再与磁场方向平行,由左手定则可知其受力方向向下.所以从上 往下看导线将沿逆时针方向转动,同时向下运动. 答案:C
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