2019-2020年高二物理 第15單元：達標訓練（2、安培力、磁感應強度）(有解析) 大綱人教版.doc

2019-2020年高二物理 第15單元：達標訓練（2、安培力、磁感應強度）(有解析) 大綱人教版基礎(chǔ)鞏固 1.關(guān)于磁感應強度B，以下說法正確的是（）A.B是矢量，方向與通電導線受磁場力F的方向一致B.由定義，某點B與F成正比，與IL成反比C.B的方向與磁感線的切線方向相同D.在確定的磁場，同一點，B是一定的，不同點，B可能不同；磁感線密的地方B大，磁感線疏的地方B小答案：D2.兩條通電的直導線互相垂直，如圖15-2-13所示，但兩導線相隔一小段距離，其中導線AB是固定的，另一條導線CD能自由轉(zhuǎn)動.它們通以圖示方向的直流電時，CD導線將（）圖15-2-13A.逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時靠近導線ABB.順時針方向轉(zhuǎn)動，同時靠近導線ABC.逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時離開導線ABD.順時針方向轉(zhuǎn)動，同時離開導線AB解析：由安培定則可知直線電流產(chǎn)生的磁場是以直線電流為圓心的同心圓，AB中電流所產(chǎn)生的磁場在CD導線所在平面內(nèi)的磁感線如圖甲所示（俯視圖）.在圖示的M、N兩點的磁感應強度對導線CD中的電流的力的作用如圖乙所示，由左手定則可知，CD通電導線在M點受到的磁場力垂直于紙面向里，在N點受到磁場力垂直于紙面向外.由于磁場的對稱性，M、N兩點的磁場力大小相等、方向相反，使得CD通電導線在圖甲上做逆時針旋轉(zhuǎn)，即CD電流將會轉(zhuǎn)到與AB同向的位置.在圖乙中，CD中的電流所受到磁場力由左手定則可知，CD將向AB靠近. 答案：A3.如圖15-2-14所示，兩根平行放置的直導線a和b載有大小相同、方向相反的電流，a受到的磁場力大小為F1，當加入一與導線所在平面垂直的勻強磁場后，受到的磁場力大小變?yōu)镕2.則此時b受到的磁場力大小變?yōu)椋ǎ﹫D15-2-14A.F 2 B.F1-F2 C.F1+F2 D.2F1-F2解析：題中的F2可看成是a所受兩個安培力的合力大小，而b所受的兩個安培力與a的兩個安培力大小相等、方向相反，所以b所受合力與a所受合力相等.由分析知A正確.答案：A4.如圖15-2-15所示，MN是一條水平放置的固定長直導線，通電電流大小為I1，方向如圖.P是一個通有電流I2的與MN共面的金屬環(huán)，圓環(huán)P在磁場作用下將（）圖15-2-15A.沿紙面向上運動B.沿紙面向下運動C.上半部垂直紙面向外，下半部垂直紙面向里運動D.上半部垂直紙面向里，下半部垂直紙面向外運動解析：P是放在MN通電導體的磁場中的，MN的磁場分成兩部分，MN上部分的磁場方向垂直紙面指向紙里，它的下部分磁場方向垂直紙面指向紙外.把P分成兩部分，在MN上邊的圓弧長度和MN下邊的圓弧長度雖然不同，可以看作等效長度相同，但所處位置的磁場強弱不同.這樣，根據(jù)左手定則，MN下邊的圓弧受力方向向下，磁場力大，而MN上邊的圓弧受力方向向上，但磁場力小，圓環(huán)應向下運動.答案：B5.如圖15-2-16所示，在同一水平面內(nèi)的兩導軌相互平行，并處在豎直向上的勻強磁場中，一根質(zhì)量為3.6 kg的金屬棒放在寬為2 m的軌上.當金屬棒中的電流為5 A時，金屬棒做勻速運動；當金屬棒中的電流增加到8 A時，金屬棒能獲得2 m/S2的加速度，則磁場的磁感應強度為_T. 圖15-2-16 圖15-2-17解析：mg=BI1l，BI2l-mg=ma，B=1.2 T.答案：1.26.在一勻強磁場中放一通電直導線，方向與磁場成30角，導線為0.2 m，通以10 A電流，測得它受到的磁場力為0.4 N.該磁場的磁感應強度為_答案：0.4 T7.如圖15-2-17所示，在傾角為的斜面上，有一質(zhì)量為m的通電長直導線，電流方向如圖.當斜面處于垂直斜面向上的勻強磁場中，磁感應強度大小分別為B1和B2時，斜面對長直導線的靜摩擦力均達到最大值.已知B1B2=31，則斜面對長直導線的最大靜摩擦力的大小為.解析：mgsin=B2IL+f mB1Il=mgsin+fm，聯(lián)立可得：fm=mgsin.答案：mgsin綜合應用8.兩根通電的長直導線平行放置，電流分別為I 1和I 2，電流的方向如圖15-2-18所示，在與導線垂直的平面上有a、b、c、d四點，其中a、b在導線橫截面連線的延長線上，c、d在導線橫截面連線的垂直平分線上.則導體中的電流在這四點產(chǎn)生的磁場的磁感應強度可能為零的是（）圖15-2-18A.a點 B.b點 C.c點 D.d點解析：首先I1和I2的磁場方向分別為逆時針和順時針，那么c、d兩點的磁場方向不可能相反，當I1>I2時，b點的磁場不能為零，但a點的磁場可能為零；當I1<I2時，a點的磁場不能為零，但b點的磁場可能為零.答案：AB9.(上海)通電直導線A與圓形通電導線環(huán)B固定放置在同一水平面上，通有如圖15-2-19所示的電流時，通電直導線A受到水平向_的安培力作用.當A、B中電流大小保持不變，但同時改變方向時，通電直導線A所受到的安培力方向水平向_ 圖15-2-19圖15-2-20解析：利用安培定則先判斷出B產(chǎn)生的磁場（磁感線）情況，再利用左手定則判定直導線A受到的安培力水平向右；當A、B中電流同時改變方向時，通電直導線受到的安培力方向仍向右，分析方法同上.也可以采用靠近部分的電流元“同向相吸，反向排斥”來判斷.答案：向右向右10.（經(jīng)典回放）磁場具有能量，磁場中單位體積所具有的能量叫做能量密度，其值為，式中B是磁感應強度，是磁導率，在空氣中為一已知常數(shù).為了近似測得條形磁鐵磁極端面附近的磁感應強度B，一學生用一根端面面積為A的條形磁鐵吸住一相同面積的鐵片P，再用力將鐵片與磁鐵拉開一段微小距離l，并測出拉力F，如圖15-2-20所示.因為F所做的功等于間隙中磁場的能量，所以由此可得磁感強度B與F、A之間的關(guān)系為B_解析：拉力做功W=Fl，磁鐵片P間隙中的能量為，據(jù)題意WE，解以上三式得.答案：11.(上海)如圖15-2-21所示，同一平面內(nèi)有兩根互相平行的長直導線1和2，通有大小相等、方向相反的電流，a、b兩點與兩導線共面，a點在兩導線的中間與兩導線的距離均為r，b點在導線2右側(cè)，與導線2的距離也為r.現(xiàn)測得a點磁感應強度的大小為B，則去掉導線1后，b點的磁感應強度大小為_，方向_.圖15-2-21解析：據(jù)通電直導線電場分布特點和矢量運算法則，B1a=B2a=，去掉導線1后，b點的磁感應強度B2b=B2a=，方向垂直紙面向外.答案：（垂直紙面）向外12.北半球某地地磁場磁感應強度的水平分量是510-5T，地磁場方向與地平面夾角為60，有一條東西方向放置的導線與地磁場方向垂直，電流方向自東向西，電流為2 A.求1 m長的導線受到的地磁場的作用力的大小和方向.解析：地球外部磁場的磁感線從地理南極出發(fā)到地理北極，由題意，某地地磁場磁感應強度B的方向如右圖所示，則B=Bcos60，B=2B=110-4T，由于導線不長，它所在位置范圍內(nèi)可將地磁場視為勻強磁場，則導線受安培力F=BIL=2110-4N=210-4N由左手定則可知導線受安培力方向與水平面成30角斜向地面.