2019-2020学年高中物理 第3章 打开电磁学的大门 第1节 磁场中的通电导线随堂演练（含解析）鲁科版选修1-1

第1节 磁场中的通电导线1磁感应强度的单位特斯拉，用国际单位制中的基本单位可表示为()an/(am)b.kg/(as2)c(kgm2)/s2 d.(kgm2)/(as2)解析：选b.由b，可得1 t1 kg/(as2)，故b正确2关于磁感应强度，下列说法中正确的是()a由b可知，b与f成正比，与il成反比b由b可知，一小段通电导线在某处不受磁场力，则说明该处一定无磁场c通电导线在磁场中受力越大，说明磁场越强d磁感应强度的方向就是小磁针北极受力的方向解析：选d.磁场中某点的磁感应强度b是客观存在的，与是否放通电导线及通电导线受力的大小无关，所以选项a、c均错当电流方向与磁场方向平行时，磁场对电流无作用力，但磁场却存在，所以选项b错磁感应强度的方向就是小磁针静止时n极的指向，而不是通电导线的受力方向3下面说法中正确的是()a放在磁场中的通电导体一定会受到磁场力的作用b放在磁场中的通电导体所受磁场力的方向可用安培定则来判定c放在磁场中的通电导体可能会受到磁场力的作用d以上说法都不对解析：选c.磁场对电流的作用力与电流在磁场中的方向有关，平行时不受力，垂直时受到的力最大4如图光滑导轨的水平部分串联有电池，导轨平面和水平面成角，所在空间有竖直方向的匀强磁场质量为m的导线棒ab架在导轨上，和导轨接触良好并保持水平静止ab所受的安培力f的大小和磁场方向是()afmgsin ，磁场方向向上 bfmgtan ，磁场方向向上cfmgsin ，磁场方向向下dfmgtan ，磁场方向向下解析：选b.磁场方向竖直，根据电流方向和左手定则，磁场必定竖直向上，这样才可能使导线受力平衡这时，导线受到重力，安培力，导轨的弹力，受力分析可知，安培力大小为fmgtan .5磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，它的电流强度是2.5 a，导线长1 cm，它受到的安培力为5102 n求：(1)这一点的磁感应强度是多大？(2)如果把通电导线中的电流强度增大到5 a时，这一点的磁感应强度是多大？(3)如果通电导线在磁场中某处不受磁场力，是否肯定这里没有磁场？解析：(1)由磁感应强度的定义式得b t2 t.(2)磁感应强度b是由磁场和空间位置决定的，和导线的长度l、电流i的大小无关，所以该点的磁感应强度是2 t.(3)如果通电导线在磁场中某处不受磁场力，则可能有两种可能：该处没有磁场，该处有磁场，只不过通电导线与磁场方向平行答案：见解析课时作业一、选择题1下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是()a通电导线受安培力大的地方磁感应强度一定大b磁感线的指向就是磁感应强度减小的方向c放在匀强磁场中各处的通电导线，受力的大小和方向处处相同d磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关解析：选d.磁场中某点的磁感应强度的大小和方向由磁场本身决定，磁感应强度的大小可由磁感线的疏密来反映安培力的大小不仅与b、i、l有关，还与导体的放法有关2如图所示，一处于匀强磁场中的金属棒，用绝缘丝线悬挂在水平位置上，若金属棒通以图示方向的电流时，向纸内摆动， 则磁场的方向为()a垂直纸面向里b.垂直纸面向外c竖直向上 d.竖直向下解析：选d.金属棒向纸内摆动，则受到了向纸内的力，根据左手定则，可知磁场方向竖直向下3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三者必定均保持垂直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：选b.由左手定则知力f垂直平面bi，但b和i不一定垂直，故选项b正确4有两根平行放置的通电直导线，当它们通以相反方向电流时，两根导线间的作用表现为相互排斥，这是因为()a两导线上的电荷通过各自产生的电场而发生相互作用的结果b两导线上定向移动的电荷是同种电荷因而互相排斥c两导线上定向移动的电荷通过各自产生的磁场对另一方发生作用的结果d导线上的电流，是电源产生的电场力对电荷作用使之定向移动形成的，两导线间的作用也是由电源产生的电场力相互作用的结果解析：选c.电流间的相互作用也是运动电荷通过磁场来完成的，一切磁现象都是这样的5如图所示，一导体棒放置在处于匀强磁场中的两条平行金属导轨上，并与金属导轨组成闭合回路当回路中通有电流时，导体棒受到安培力作用要使安培力增大，可采用的方法有()a增大磁感应强度 b.减小磁感应强度c减小导体棒的长度 d.减小电流强度解析：选a.根据公式fbil，要增大f需要增大b、i、l中的一个或多个6一根粗细均匀的导线ab长为0.5 m，质量为10 g，用两根柔软的细线悬挂在磁感应强度为0.4 t的匀强磁场中，如图所示，要使悬线的拉力为零，则金属导线中的电流大小和方向为()a由a到b，0.49 a b.由b到a，0.49 ac由a到b，0.98 a d.由b到a，0.98 a解析：选a.要使悬线拉力为零，导线ab所受安培力方向只能竖直向上，由左手定则可判定电流方向从a到b，导线ab受力平衡，即fbilmg，i0.49 a，故a选项正确7如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央右上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，磁铁仍处于静止状态，则()a磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用 b磁铁对桌面压力减小，受到桌面的摩擦力作用 c磁铁对桌面压力增大，不受桌面的摩擦力作用 d磁铁对桌面压力增大，受到桌面的摩擦力作用解析：选b.根据条形磁铁周围磁感线的分布可知，通电直导线处的磁场方向朝向左上方，根据左手定则，导线受到的安培力朝向左下方，由牛顿第三定律，磁铁受到方向为右上方的力，所以对桌面压力减小并受到摩擦力的作用8把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来，使它的下端刚好跟杯里的水银面接触，并使它组成如图所示的电路，当电键s接通后，将看到的现象是()a弹簧向上收缩 b.弹簧被拉长c弹簧上下跳动 d.弹簧仍静止不动解析：选c.通电后，弹簧的每一个圈都相当于一个环形电流，且各圈的电流绕向相同任取其中两圈，其相邻两侧一定形成异极性，因此互相吸引(或者，也可把任意两圈的相邻各段，看做两个同向电流而相互吸引)如图所示，弹簧的各圈互相吸引后，弹簧收缩，下端脱离水银面，使电路断开电路断开后，弹簧中的电流消失，磁场作用失去，弹簧在自身重力和弹力作用下下落于是，电路又接通，弹簧又收缩如此周而复始，弹簧做上下跳动二、非选择题9在磁感应强度是4.0102 t的匀强磁场里，有一条与磁场方向垂直，长8 cm的通电导线ab(如图)，通电导线ab所受的安培力是1.0102 n，方向垂直纸面指向外，求导线中电流的大小和方向解析：由fbil得i a3.125 a，由左手定则判定电流方向由b到a.答案：3.125 aba10在倾角为的光滑斜轨上，置有一通有电流i、长l、质量为m的导体棒，如图所示(1)欲使导体棒静止在斜轨上，所加匀强磁场的磁感应强度b的最小值为多少？方向如何？(2)欲使导体棒静止在斜轨上，且对斜轨无压力，所加匀强磁场的磁感应强度b的大小是多少？方向如何？解析：(1)导体棒在光滑斜轨上除受重力和支持力外，还受安培力的作用为使其静止在斜面上，最小安培力的方向应沿斜面向上，其受力如图所示由左手定则可知，磁场方