高中物理第3章磁场第3节探究安培力学业分层测评粤教版选修3_.doc

探究安培力 (建议用时：45分钟) 学业达标1关于安培力、磁感应强度的说法，正确的是()A通电导体不受磁场力作用的地方一定没有磁场B将I、L相同的通电导体放在同一匀强磁场的不同位置，受安培力一定相同C磁感线指向磁感应强度减小的方向D以上说法都不正确【解析】由FBILsin，当IB时，F0，此时通电导线不受磁场力，但导线处有磁场，故A错；如果I、L相同，放在同一匀强磁场中因放置角度不同，安培力也可能不同，故B不对；在匀强磁场中沿磁感线方向磁感应强度不变，故C错，正确答案为D.【答案】D2关于通电直导线所受安培力F、磁感应强度B和电流I三者方向之间的关系，下列说法正确的是()AF、B、I三者必保持垂直BF必定垂直于B、I，但B不一定垂直于ICB必定垂直于F、I，但F不一定垂直于IDI必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B【解析】左手定则是判断安培力的方向、电流方向、磁场方向的一种方法，要正确理解左手定则的内容由左手定则知，安培力的方向总是既垂直于磁场方向又垂直于电流方向(即安培力垂直于磁场方向和电流方向所确定的平面)，但磁场方向不一定总垂直于电流方向答案为B.【答案】B3由磁感应强度定义式B知，磁场中某处的磁感应强度的大小()A随着通电导线中电流I的减小而增大B随着IL乘积的减小而增大C随着通电导线所受磁场力F的增大而增大D跟F、I、L无关【解析】磁感应强度是用比值定义法定义的B只是指出了计算B的方法，而B的大小由磁场本身决定，与F、I、L无关【答案】D4(多选)下列关于磁通量的说法，正确的是()A磁通量是反映磁场强弱和方向的物理量B某一面积上的磁通量是表示穿过此面积的磁感线的总条数C在磁场中所取的面积越大，该面上磁通量越大D穿过任何封闭曲面的磁通量一定为零【解析】磁通量是磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S的乘积，即BS，亦表示穿过磁场中某面积S的磁感线的总条数，只有大小，没有方向，是标量由此可知选项A错误，B正确磁通量的大小由B、S共同决定，所以面积大，不一定大，由此可知选项C错误由于磁感线是闭合曲线，所以只要有磁感线穿入封闭曲面，如一个球面，则该磁感线必然从该曲面穿出，由此可知选项D正确【答案】BD5(多选)把一小段通电直导线放入磁场中()A若导线受到的安培力为零，说明它所在处磁感应强度为零B若通电直导线垂直放入磁场中，导线受到的安培力最大C若电流方向与磁场方向不垂直时，安培力也一定既垂直于导线，又垂直于磁场D根据BF/IL可知，磁感应强度B与安培力F成正比，与电流I导线长度L的乘积(IL)成反比【解析】安培力的大小除与电流大小、导线长度有关外，还与电流和磁场方向间的夹角大小有关，两者平行时为零，垂直时最大，故当安培力为零时，磁感应强度不一定为零，A错，B对，由左手定则知道电流方向与磁场方向不垂直时，安培力也一定既垂直于导线，又垂直于磁场，C对，磁感应强度由磁场本身决定，与电流受到的安培力以及电流元大小无关，D错【答案】BC6(多选)一根长为0.2 m的导线，通过的电流为2 A，放在磁感应强度为0.5 T的匀强磁场中，受到磁场力的大小可能是() 【导学号：30800037】A0.4 N B0.3 NC0.1 N D0【解析】根据安培力的定义，当磁感应强度B与通电导线电流I方向垂直时，磁场力有最大值为FBIL0.520.2 N0.2 N当两方向平行时，磁场力有最小值为0.随着二者方向夹角的不同，磁场力大小可能在0.2 N与0之间取值故C、D均有可能【答案】CD7在磁场中的同一位置，先后引入长度相等的直导线a和b，a、b导线的方向均与磁场方向垂直，但两导线中的电流不同，因此所受到的力也不相同下图中的几幅图象表现的是导线所受到的力F与通过导线的电流I的关系a、b各自有一组F、I的数据，在图象中各描出一个点下列四幅图中正确的是()【解析】两条相同的导线通入不同的电流先后放在磁场中的同一点，并且电流方向都与磁场方向垂直由于磁场方向是不变的，故导线所在处的磁感应强度是确定的根据磁感应强度的定义式B，当L确定时，FI时，则FI图象应是过原点的一条直线，故C对【答案】C8面积S0.5 m2的闭合金属圆环处于磁感应强度B0.4 T的匀强磁场中，当磁场与环面垂直时，穿过环面的磁通量是_；当金属圆环转过90，环面与磁场平行时，穿过环面的磁通量是_【解析】根据公式BS0.40.5 Wb0.2 Wb；当金属环面与磁场平行时，没有磁感线穿过，故0.注意：BS中的S指的是与B垂直的面积【答案】0.2 Wb0能力提升9在等边三角形的三个顶点a、b、c处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图3312所示，过c点的导线所受安培力的方向() 【导学号：30800038】图3312A与ab边平行，竖直向上B与ab边平行，竖直向下C与ab边垂直，指向左边D与ab边垂直，指向右边【解析】根据安培定则，a、b在c处产生的磁场分别为垂直于ac连线斜向下和垂直于bc连线斜向下，并且大小相等，由平行四边形定则可确定c处合磁场方向向下，又根据左手定则，可判定c处直导线所受安培力方向垂直于ab边，指向左边，所以C项正确【答案】C10(多选)两根通电的长直导线平行放置，电流分别为I1和I2，电流的方向如图3313所示在与导线垂直的平面上有a、b、c、d四点，其中a、b在导线横截面连线的延长线上，c、d在导线横截面连线的垂直平分线上导体中的电流在这四点产生的磁场的磁感应强度可能为零的是()图3313Aa点 Bb点Cc点 Dd点【解析】由安培定则可判知，电流I1、I2分别在a、b两点产生的磁感应强度方向相反，大小有可能相等，合磁感应强度可能为0，而c、d两点的合磁感应强度不可能为0.【答案】AB11.如图3314所示，两根平行金属导轨M、N，电阻不计，相距0.2 m，上边沿导轨垂直方向放一个质量为m5102 kg的金属棒ab，ab的电阻为0.5 .两金属导轨一端通过电阻R和电源相连电阻R2 ，电源电动势E6 V，电源内阻r0.5 ，如果在装置所在的区域加一个匀强磁场，使ab对导轨的压力恰好是零，并使ab处于静止(导轨光滑，g取10 N/kg)求所加磁场磁感应强度的大小和方向图3314【解析】因ab对导轨压力恰好是零且处于静止，ab所受安培力方向一定竖直向上且大小等于重力，由左手定则可以判定B的方向应为水平向右，ab中的电流I A2 AFILBmgB T1.25 T【答案】1.25 T水平向右12如图3315所示，两光滑的平行金属轨道与水平面成角，两轨道间距为L，一金属棒垂直两轨道水平放置金属棒质量为m，电阻为R，轨道上端的